Научници узгајају семе у свемиру како би га прилагодили климатским променама на Земљи

Биљке се природно прилагођавају расту у изазовном окружењу. Спонтане природне мутације производе нове особине, као што су толеранција на сушу и отпорност на болести, које могу помоћи биљци да напредује. Али клима на Земљи се мења брже него што биљке могу природно да еволуирају, што значи да су многе биљке које су нам главни извор исхране, угрожене.

Пољопривреда је изузетно рањива на утицаје променљивих климатских услова и мада промене температуре, обрасци падавина и мраза могу продужити сезону раста или омогућити узгој различитих усева, климатске промене такође представљају велике изазов за пољопривреду.

Научници су одлучили да се окрену свемиру у потрази за решењем.

Свемирска семена

Године 2022, заједничке лабораторије Међународне агенције за атомску енергију (ИАЕА) и Организације УН за храну и пољопривреду (ФАО) послале су семе на пут до Међународне свемирске станице (МСС). Циљ: индуковати генетске мутације у семену кроз излагање космичком зрачењу и микрогравитацији, што би могло помоћи у развоју отпорних усева способних да напредују у условима ескалације климатске кризе.

Семе зрна житарице зване сирак и арабидопсис, једногодишње биљке са релативно кратким животним циклусом, провели су неколико месеци на МСС пре него што су враћене на Земљу на анализу. Сада ће анализа покушати да идентификује повољне особине у мутираном семену.

Шоба Сивасанкар, шеф Одељења за оплемењивање и генетику биљака за заједнички Центар за примену нуклеарне енергије у пољопривреди ФАО и ИАЕА, објашњава да су научници у стању да вештачки изазову мутације биљака на Земљи користећи гама зраке и рендгенске зраке.

Међутим, свемирско окружење, које нуди шири спектар зрачења и додатне екстреме као што су микрогравитација и температурне флуктуације, има потенцијал да изазове генетске промене које се разликују од оних које се обично посматрају коришћењем земаљских извора зрачења или се индукују много брже.

„У свемиру, стрес са којим ће се сусрести организам био би на највишем нивоу и изнад свега што можемо да симулирамо на Земљи“, објашњава Сивасанкарова. Додаје да би зрачење изван МСС могло бити „више од сто пута веће“ од природног зрачења које је могуће произвести на Земљи.

Селективним узгојем биљака добијених из мутираног семена, Сивасанкар и њен тим се надају да ће створити нове сојеве усева.

„Прво, радимо на побољшању приноса усева и продуктивности усева као што су житарице, махунарке, корење и кртоле – на пример, маниока и слатки кромпир“, додаје. „А ту је и отпорност на климатске промене – на пример отпорност на све већу инциденцу болести, толеранцију на климатске феномене као што су суша или високе температуре, и повећање салинитета земљишта због продора слане воде или наводњавања и испаравања.“

Светски напор

Деценијама научници шаљу семе у свемир. Кина користи свемирско зрачење да изазове генетске мутације у усевима од осамдесетих, излажући семе космичком зрачењу преко сателита и балона на великим висинама, што је наводно олакшало производњу џиновских слатких паприка и побољшања код пшенице и пиринча.

Много различитих врста семена налазило се на Међународној свемирској станици, док истраживачи са Државног универзитета у Мичигену (МСУ) тренутно експериментишу са узгојем семена које је послато на путовање око Месеца као део Насиног програма „Артемис“.

Научници МСУ истражују ефекат ванземаљских услова на биљне аминокиселине – градивни блок протеина – и процењују како то утиче на раст и развој биљака. Истраживање би могло понудити увид у адаптивне способности биљака у екстремним окружењима и помоћи нам да схватимо како се усеви потенцијално могу узгајати ван Земље за дуготрајне свемирске мисије.

Приватни сектор се такође заинтересовао за утицај свемирских летова на семе биљака. У Уједињеним Арапским Емиратима, „СтарЛаб Оејзис“, стартуп са седиштем у Абу Дабију, најавио је планове да пошаље семе киное у свемир у нади да ће побољшати генетски потенцијал усева који обећава своју хранљиву вредност и прилагодљивост у сушним регионима.

Слање семена у свемир ће помоћи „одрживости, климатским променама и безбедности хране на Земљи“, рекао је суоснивач „СтарЛаб Оејзиса“, Ален Херберт за Си-Ен-Ен 2022. године „Свемир је место где имате ограничене ресурсе, ограничену енергију, ограничен простор. То је савршено место за истраживање и та иста технологија се може вратити на Земљу."

Иста очекивања да ће се пронаћи решења за пољопривредну производњу покреће и Сивасанкарову, а ИАЕА каже да би почетни резултати њеног истраживања могли бити доступни до краја године.

„Верујем у будућност безбедности хране, јер технологија долази у први план“, каже научница. „Али безбедност хране није само у генетици – потребна нам је комбинација свих технологија и сви треба да се удружимо и радимо заједно.“