Kacang polong tumbuh di Stesen Angkasa Antarabangsa. Kredit gambar: Krew Ekspedisi ISS 6, NASA. Klik untuk membesarkan
Kebimbangan boleh menjadi perkara yang baik. Ini memberi tahu anda bahawa ada sesuatu yang salah, bahaya itu mungkin dekat. Ini membantu memulakan isyarat yang membuat anda bersedia untuk bertindak. Tetapi, walaupun kegelisahan sekali-sekala dapat menyelamatkan nyawa anda, kegelisahan berterusan menyebabkan bahaya besar. Hormon yang menarik badan anda untuk berjaga-jaga juga merosakkan otak anda, sistem imun anda dan banyak lagi jika ia membanjiri seluruh badan anda sepanjang masa.
Tumbuhan tidak menjadi cemas dengan cara yang sama seperti yang dilakukan oleh manusia. Tetapi mereka mengalami tekanan, dan mereka mengatasinya dengan cara yang hampir sama. Mereka menghasilkan isyarat kimia - superoksida (O2-) - yang meletakkan sisa tanaman dalam keadaan berjaga-jaga. Superoksida, bagaimanapun, adalah toksik; terlalu banyak akan merosakkan tanaman.
Ini boleh menjadi masalah bagi tanaman di Marikh.
Menurut Visi untuk Penerokaan Angkasa, manusia akan mengunjungi dan menjelajah Marikh dalam beberapa dekad yang akan datang. Tidak dapat tidak, mereka ingin mengambil tanaman dengan mereka. Tumbuhan menyediakan makanan, oksigen, persahabatan dan sebidang hijau jauh dari rumah.
Di Marikh, tumbuh-tumbuhan harus bertolak ansur dengan keadaan yang biasanya menyebabkan mereka banyak tekanan - sejuk, kekeringan, tekanan udara rendah, tanah yang tidak dapat berkembang. Tetapi ahli fisiologi tumbuhan Wendy Boss dan ahli mikrobiologi Amy Grunden dari North Carolina State University percaya bahawa mereka dapat mengembangkan tumbuh-tumbuhan yang dapat hidup dalam keadaan ini. Karya mereka disokong oleh NASA Institute for Advanced Concepts.
Pengurusan tekanan adalah kunci: Anehnya, sudah ada makhluk Bumi yang berkembang dalam keadaan seperti Marikh. Mereka bukan tanaman. Mereka adalah beberapa bentuk kehidupan paling awal di Bumi - mikroba kuno yang hidup di dasar lautan, atau jauh di dalam es Artik. Boss dan Grunden berharap dapat menghasilkan tanaman yang mesra Marikh dengan meminjam gen dari mikroba yang sangat menyukai ini. Dan gen pertama yang mereka ambil adalah gen yang akan menguatkan keupayaan tanaman untuk menangani tekanan.
Tumbuhan biasa sudah mempunyai cara untuk menyahtoksin superoksida, tetapi para penyelidik percaya bahawa mikroba yang dikenali sebagai Pyrococcus furiosus menggunakan mikroba yang mungkin berfungsi lebih baik. P. furiosus tinggal di lubang udara yang terlalu panas di dasar laut, tetapi secara berkala ia dimuntahkan ke dalam air laut yang sejuk. Oleh itu, tidak seperti jalur detoksifikasi pada tumbuhan, jalan di P. furiosus berfungsi pada suhu 100+ darjah Celsius yang menakjubkan. Itulah ayunan yang dapat menandingi pengalaman tanaman di rumah hijau di Mars.
Para penyelidik telah memperkenalkan gen P. furiosus ke dalam tumbuhan kecil yang berkembang pesat yang dikenali sebagai arabidopsis. "Kami mempunyai anak benih kecil pertama kami," kata Boss. "Kami akan membesarkannya dan mengumpulkan biji untuk menghasilkan generasi kedua dan ketiga." Dalam kira-kira satu setengah hingga dua tahun, mereka berharap dapat memiliki tanaman yang masing-masing memiliki dua salinan gen baru. Pada ketika itu mereka akan dapat mengkaji bagaimana gen berfungsi: sama ada mereka menghasilkan enzim berfungsi, sama ada ia benar-benar membantu tumbuhan itu bertahan, atau adakah mereka menyakitkannya.
Akhirnya, mereka berharap dapat mencabut gen dari mikroba ekstremofil lain - gen yang akan membolehkan tanaman menahan kemarau, sejuk, tekanan udara rendah, dan sebagainya.
Tujuannya, tentu saja, bukan untuk mengembangkan tumbuh-tumbuhan yang hanya dapat bertahan dalam keadaan Martian. Untuk benar-benar berguna, tanaman perlu berkembang maju: menghasilkan tanaman, mengitar semula sisa, dan sebagainya. "Apa yang anda mahukan di rumah hijau di Marikh," kata Boss, "adalah sesuatu yang akan tumbuh dan kuat di lingkungan yang marjinal."
Dalam keadaan tertekan, kata Grunden, tanaman sering ditutup sebahagiannya. Mereka berhenti tumbuh dan berkembang biak, dan sebaliknya memfokuskan usaha mereka untuk terus hidup - dan tidak lebih dari itu. Dengan memasukkan gen mikroba ke dalam tanaman, Boss dan Grunden berharap dapat mengubahnya.
"Dengan menggunakan gen dari sumber lain," jelas Grunden, "Anda menipu tanaman itu, kerana tidak dapat mengatur gen tersebut dengan cara yang akan mengaturnya sendiri. Kami berharap untuk [litar pintas] kemampuan kilang untuk menghentikan metabolisme sendiri sebagai tindak balas kepada tekanan. "
Sekiranya Boss dan Grunden berjaya, karya mereka dapat membuat perbezaan besar bagi manusia yang tinggal di lingkungan marjinal di Bumi. Di banyak negara dunia ketiga, kata Boss, "memperpanjang tanaman satu atau dua minggu ketika musim kemarau dapat memberikan hasil panen terakhir yang perlu anda lalui hingga musim sejuk. Sekiranya kita dapat meningkatkan daya tahan kemarau, atau toleransi sejuk, dan memperpanjang musim tanam, itu dapat membuat perbezaan besar dalam kehidupan banyak orang. "
Projek mereka adalah jangka panjang, menekankan para saintis. "Ini akan menjadi satu setengah tahun sebelum kita benar-benar memiliki [gen pertama] di tanaman yang dapat kita uji," kata Grunden. Lebih lama lagi sebelum ada kilang tomato sejuk dan kering pada musim kemarau - atau bahkan di Dakota Utara. Tetapi Grunden dan Boss tetap yakin mereka akan berjaya.
"Ada harta karun ekstremofil di luar sana," kata Grunden. "Jadi jika seseorang tidak berfungsi, anda boleh terus ke organisma seterusnya yang menghasilkan varian yang sedikit berbeza dari yang anda mahukan."
"Amy betul," setuju Boss. "Ini adalah harta karun. Dan sangat mengasyikkan. "
Sumber Asal: Siaran Berita NASA
