Kredit gambar: NASA
Keliru? Kemudian anda seperti tanaman di rumah hijau di Marikh.
Sudah tentu belum ada rumah hijau di sana. Tetapi penjelajah jangka panjang, di Marikh, atau bulan, perlu menanam tanaman: untuk makanan, untuk kitar semula, untuk mengisi udara. Dan tumbuhan sama sekali tidak akan memahami persekitaran luar bumi. Bukan apa yang mereka buat, dan bukan yang mereka harapkan.
Tetapi dalam beberapa cara, ternyata, mereka mungkin akan lebih menyukainya! Sebilangan bahagiannya pula.
"Apabila anda mendapat idea untuk menanam tumbuh-tumbuhan di bulan, atau di Marikh," jelas ahli biologi molekul Rob Ferl, pengarah Penyelidikan dan Pendidikan Bioteknologi Pertanian Angkasa di Universiti Florida, "maka anda harus mempertimbangkan idea menanam tumbuhan dalam sekecil mungkin tekanan atmosfera. "
Terdapat dua sebab. Pertama, ini akan membantu mengurangkan berat bekalan yang perlu dikeluarkan dari bumi. Malah udara mempunyai jisim.
Kedua, rumah hijau Martian dan lunar mesti bertahan di tempat di mana tekanan atmosfera, paling tidak, kurang daripada satu peratus daripada normal Bumi. Rumah hijau tersebut akan lebih senang dibina dan dikendalikan sekiranya tekanan dalamannya juga sangat rendah - mungkin hanya satu-enam belas dari Bumi yang normal.
Masalahnya adalah, dalam tekanan rendah yang melampau, tanaman harus bekerja keras untuk bertahan hidup. "Ingat, tumbuh-tumbuhan tidak memiliki pradaptasi evolusi terhadap hipobaria," kata Ferl. Tidak ada alasan bagi mereka untuk belajar menafsirkan isyarat biokimia yang disebabkan oleh tekanan rendah. Sebenarnya, mereka tidak. Mereka salah menafsirkannya.
Tekanan rendah menjadikan tumbuhan bertindak seolah-olah mengering.
Dalam eksperimen baru-baru ini, yang disokong oleh penyelidikan Biologi dan Fizikal Pejabat NASA, kumpulan Ferl mendedahkan tumbuh-tumbuhan muda pada tekanan sepersepuluh Bumi yang normal selama kira-kira dua puluh empat jam. Dalam lingkungan tekanan rendah, air ditarik keluar melalui daun dengan cepat, dan air tambahan diperlukan untuk mengisinya.
Tetapi, kata Ferl, tanaman diberi semua air yang mereka perlukan. Bahkan kelembapan relatif disimpan hampir 100 peratus. Walaupun begitu, gen tumbuhan yang merasakan kekeringan masih diaktifkan. Ternyata, kata Ferl, tanaman menafsirkan pergerakan air yang dipercepat sebagai tekanan kemarau, walaupun tidak ada kekeringan sama sekali.
Itu teruk. Tumbuhan membuang sumbernya jika membelanjakannya untuk mengatasi masalah yang tidak ada di sana. Contohnya, mereka mungkin menutup stomata mereka - lubang kecil di daun mereka dari mana air keluar. Atau mereka mungkin menjatuhkan daunnya sama sekali. Tetapi, respons itu tidak semestinya sesuai.
Nasib baik, apabila respons tumbuhan difahami, penyelidik dapat menyesuaikannya. "Kami dapat membuat perubahan biokimia yang mengubah tahap hormon," kata Ferl. "Kami dapat meningkatkan atau menurunkannya untuk mempengaruhi respons tanaman terhadap lingkungannya."
Dan, menariknya, kajian telah menemui manfaat untuk persekitaran tekanan rendah. Mekanisme pada dasarnya sama dengan yang menyebabkan masalah, jelas Ferl. Dalam tekanan rendah, bukan hanya air, tetapi juga hormon tumbuhan dikeluarkan dari tanaman dengan lebih cepat. Oleh itu, hormon, misalnya, yang menyebabkan tumbuhan mati pada usia tua mungkin bergerak melalui organisma sebelum berlaku.
Angkasawan bukan satu-satunya yang akan mendapat manfaat daripada penyelidikan ini. Dengan mengawal tekanan udara, misalnya, rumah hijau Bumi atau tong simpanan, mungkin mempengaruhi tingkah laku tanaman tertentu. Contohnya, jika anda menyimpan buah pada tekanan rendah, ia akan bertahan lebih lama. Itu kerana penghapusan hormon etilena dengan cepat, yang menyebabkan buah matang, dan kemudian membusuk. Hasil pertanian yang diangkut dari satu pantai ke pesisir lain dalam bekas bertekanan rendah mungkin tiba di pasar raya segar seolah-olah telah dipetik pada hari itu.
Banyak kerja yang perlu diselesaikan. Pasukan Ferl melihat cara tanaman bereaksi terhadap tekanan rendah dalam tempoh yang singkat. Masih dapat ditentukan bagaimana tumbuhan bertindak balas untuk menghabiskan masa yang lebih lama - seperti seluruh hidupnya - dalam keadaan hipobarik. Ferl juga berharap dapat memeriksa tanaman pada pelbagai tekanan. Terdapat keseluruhan gen yang diaktifkan pada tekanan yang berbeza, katanya, dan ini menunjukkan tindak balas yang sangat kompleks terhadap persekitaran tekanan rendah.
Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai tindak balas genetik ini, kumpulan Ferl adalah tanaman bioengineering yang gennya menyala hijau ketika diaktifkan. Selain itu mereka menggunakan teknologi microchip DNA untuk memeriksa sebanyak dua puluh ribu gen pada satu masa pada tanaman yang terdedah kepada tekanan rendah.
Tumbuhan akan memainkan peranan yang sangat penting dalam membolehkan manusia meneroka destinasi seperti Marikh dan Bulan. Mereka akan memberikan makanan, oksigen dan juga semangat kepada angkasawan yang jauh dari rumah. Untuk memanfaatkan tanaman di luar Bumi dengan sebaik-baiknya, "kita harus memahami had untuk menanamnya pada tekanan rendah," kata Ferl. "Dan kemudian kita harus memahami mengapa had itu ada."
Kumpulan Ferl membuat kemajuan. "Bahagian yang menarik dari ini adalah, kita mulai memahami apa yang diperlukan untuk benar-benar menggunakan tanaman dalam sistem sokongan hidup kita." Apabila tiba masanya untuk melawat Marikh, tanaman di rumah hijau mungkin tidak begitu keliru.
Sumber Asal: Berita Sains NASA
