Świecąc, rośliny informują o swych potrzebach
Za kilka lat na Marsa polecą genetycznie zmodyfikowane rośliny, których komórki delikatnym zielonym światłem sygnalizować będą zagrożenie swojego życia. W ten sposób będą reagować na niedobory wody, tlenu i substancji odżywczych. Dzięki osiągnięciom nowoczesnej inżynierii genetycznej możliwe stało się wprowadzenie do ich genomu zwierzęcego genu odpowiadającego za żarzenie się krawędzi welonu pewnego gatunku meduzy.
Gorczyca z genem meduzy
"Na Marsie rośliny będą narażone na ekstremalne temperatury, niskie ciśnienie, silne promieniowanie ultrafioletowe. Grunt marsjański również nie będzie przyjazny. Musimy się więc odwołać do osiągnięć inżynierii genetycznej, by stworzyć rośliny umiejące przekazywać informacje, abyśmy my z kolei mogli pomóc im przetrwać" - mówi prof. Rob Ferl z Uniwersytetu Stanu Floryda. Profesor Ferl pracuje nad modyfikacją odmiany gorczycy (Arabidopsis thaliana) - w jej genom wprowadza gen meduzy (Aequorea Victoria).
Gen zmodyfikowanych roślin odpowiadający za wyczuwanie zagrożenia pochodzi od gorczycy, natomiast ten, dzięki któremu roślina świeci - od meduzy. Dla naukowców wybór był oczywisty. Gorczyca osiąga 15 cm wysokości, więc zmieści się w miniaturowej szklarni. Jej cykl życiowy trwa zaledwie sześć tygodni, a ponadto udało się zsekwencjonować cały jej genom. Z tych właśnie powodów gorczyca podróżuje w przestrzeni kosmicznej na pokładzie stacji Alfa w ramach eksperymentu, którego celem jest zbadanie zachowania roślin w stanie nieważkości.
Wykorzystana w badaniach NASA meduza powszechnie występuje na zachodnim wybrzeżu Ameryki Północnej. Żyje około sześciu miesięcy i ma 5-10 cm średnicy. Brzeg jej welonu nie świeci jednak światłem stałym. U tego gatunku w toku ewolucji wytworzył się mechanizm reakcji na przykład na dotknięcie. Jego wykorzystanie - oczywiście po modyfikacjach - w gorczycy sprawi, że roślina będzie powiadamiać ogrodnika, gdy poczuje zagrożenie.
W stronę kolonizacji
Opanowanie technologii uprawy roślin na Marsie będzie pierwszym krokiem do założenia osiedli ludzkich na tej planecie. Przyszli mieszkańcy będą potrzebowali tlenu, jedzenia i czystej wody. Transport tych zasobów byłby zbyt kosztowny. Próba pozyskania ich z roślin wydaje się więc dobrym rozwiązaniem. NASA pracuje nad stworzeniem tzw. bioregeneracyjnego systemu podtrzymywania życia. Ludzie oddychają tlenem i produkują dwutlenek węgla, rośliny odwrotnie, dlatego powstanie takiego sytemu teoretycznie jest możliwe. Problem polega na uzyskaniu równowagi ekologicznej. Nie jest to proste. Dwie próby zbudowania takich mikroekosystemów na Ziemi, na pustyni w Arizonie (projekt "Biosfera I"i "Biosfera II"), polegające na zamknięciu ochotników w gigantycznej szklarni pełnej roślin i zwierząt, skończyły się niepowodzeniem.
Marsjański harcerz
"Zaprojektowanie szklarni, które staną na Marsie, będzie wyjątkowo trudnym zadaniem" - twierdzi Andrew Schuerger, szef projektów marsjańskich z Dynamic Corporation w Centrum Kosmicznym NASA im. Kennedy’ego. Profesorowie Ferl, Schuerger i Chris McKay z Ames Research Center chcą się więc najpierw zmierzyć z problemem w skali mikro. W tym celu na powierzchnię Czerwonej Planety wysłany zostanie statek kosmiczny Mars Scout ze zmodyfikowanymi genetycznie roślinami na pokładzie. Lądownik umieści ich nasiona w gruncie marsjańskim, dodając niezbędne substancje odżywcze. Uprawę przykryje niewielka szklarnia. Rośliny rozwijające się normalnie nie będą emitować światła. Będą wyglądać jak zwyczajna gorczyca. Ich komórki zaczną się jednak żarzyć w wypadku zagrożenia. Kamera umieszczona na lądowniku będzie to rejestrować i przesyłać informację na Ziemię. Do nadzoru marsjańskiej hodowli ludzie nie będą potrzebni, choć będą mogli wszystkiego doglądać.
Z Marsa na Ziemię
Najpewniej wkrótce zmodyfikowane genetycznie organizmy, opracowywane przez prof. Ferla w ramach programu podboju kosmosu, podbiją także naszą planetę. Gigantyczne szklarnie, w których rośliny będą informować ogrodników o swoich potrzebach, mogą zautomatyzować produkcję rolniczą i uczynić ją bardziej wydajną.
Gorczyca z genem meduzy
"Na Marsie rośliny będą narażone na ekstremalne temperatury, niskie ciśnienie, silne promieniowanie ultrafioletowe. Grunt marsjański również nie będzie przyjazny. Musimy się więc odwołać do osiągnięć inżynierii genetycznej, by stworzyć rośliny umiejące przekazywać informacje, abyśmy my z kolei mogli pomóc im przetrwać" - mówi prof. Rob Ferl z Uniwersytetu Stanu Floryda. Profesor Ferl pracuje nad modyfikacją odmiany gorczycy (Arabidopsis thaliana) - w jej genom wprowadza gen meduzy (Aequorea Victoria).
Gen zmodyfikowanych roślin odpowiadający za wyczuwanie zagrożenia pochodzi od gorczycy, natomiast ten, dzięki któremu roślina świeci - od meduzy. Dla naukowców wybór był oczywisty. Gorczyca osiąga 15 cm wysokości, więc zmieści się w miniaturowej szklarni. Jej cykl życiowy trwa zaledwie sześć tygodni, a ponadto udało się zsekwencjonować cały jej genom. Z tych właśnie powodów gorczyca podróżuje w przestrzeni kosmicznej na pokładzie stacji Alfa w ramach eksperymentu, którego celem jest zbadanie zachowania roślin w stanie nieważkości.
Wykorzystana w badaniach NASA meduza powszechnie występuje na zachodnim wybrzeżu Ameryki Północnej. Żyje około sześciu miesięcy i ma 5-10 cm średnicy. Brzeg jej welonu nie świeci jednak światłem stałym. U tego gatunku w toku ewolucji wytworzył się mechanizm reakcji na przykład na dotknięcie. Jego wykorzystanie - oczywiście po modyfikacjach - w gorczycy sprawi, że roślina będzie powiadamiać ogrodnika, gdy poczuje zagrożenie.
W stronę kolonizacji
Opanowanie technologii uprawy roślin na Marsie będzie pierwszym krokiem do założenia osiedli ludzkich na tej planecie. Przyszli mieszkańcy będą potrzebowali tlenu, jedzenia i czystej wody. Transport tych zasobów byłby zbyt kosztowny. Próba pozyskania ich z roślin wydaje się więc dobrym rozwiązaniem. NASA pracuje nad stworzeniem tzw. bioregeneracyjnego systemu podtrzymywania życia. Ludzie oddychają tlenem i produkują dwutlenek węgla, rośliny odwrotnie, dlatego powstanie takiego sytemu teoretycznie jest możliwe. Problem polega na uzyskaniu równowagi ekologicznej. Nie jest to proste. Dwie próby zbudowania takich mikroekosystemów na Ziemi, na pustyni w Arizonie (projekt "Biosfera I"i "Biosfera II"), polegające na zamknięciu ochotników w gigantycznej szklarni pełnej roślin i zwierząt, skończyły się niepowodzeniem.
Marsjański harcerz
"Zaprojektowanie szklarni, które staną na Marsie, będzie wyjątkowo trudnym zadaniem" - twierdzi Andrew Schuerger, szef projektów marsjańskich z Dynamic Corporation w Centrum Kosmicznym NASA im. Kennedy’ego. Profesorowie Ferl, Schuerger i Chris McKay z Ames Research Center chcą się więc najpierw zmierzyć z problemem w skali mikro. W tym celu na powierzchnię Czerwonej Planety wysłany zostanie statek kosmiczny Mars Scout ze zmodyfikowanymi genetycznie roślinami na pokładzie. Lądownik umieści ich nasiona w gruncie marsjańskim, dodając niezbędne substancje odżywcze. Uprawę przykryje niewielka szklarnia. Rośliny rozwijające się normalnie nie będą emitować światła. Będą wyglądać jak zwyczajna gorczyca. Ich komórki zaczną się jednak żarzyć w wypadku zagrożenia. Kamera umieszczona na lądowniku będzie to rejestrować i przesyłać informację na Ziemię. Do nadzoru marsjańskiej hodowli ludzie nie będą potrzebni, choć będą mogli wszystkiego doglądać.
Z Marsa na Ziemię
Najpewniej wkrótce zmodyfikowane genetycznie organizmy, opracowywane przez prof. Ferla w ramach programu podboju kosmosu, podbiją także naszą planetę. Gigantyczne szklarnie, w których rośliny będą informować ogrodników o swoich potrzebach, mogą zautomatyzować produkcję rolniczą i uczynić ją bardziej wydajną.
Więcej możesz przeczytać w 25/2001 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.