Naučnici uzgajaju sjeme u svemiru kako bi ga prilagodili klimatskim promjenama na Zemlji

15.07.2023. | 10:26

Klima na Zemlji se mijenja brže nego što biljke mogu prirodno da evoluiraju, što znači da su mnoge biljke koje su nam glavni izvor hrane, ugrožene. Naučnici su odlučili da se okrenu svemiru u potrazi za rješenjem.

Biljke se prirodno prilagođavaju rastu u izazovnom okruženju. Spontane prirodne mutacije proizvode nove osobine, kao što su tolerancija na sušu i otpornost na bolesti, koje mogu pomoći biljci da napreduje. Ali klima na Zemlji se mijenja brže nego što biljke mogu prirodno da evoluiraju, što znači da su mnoge biljke koje su nam glavni izvor ishrane, ugrožene.

Poljoprivreda je izuzetno ranjiva na uticaje promjenljivih klimatskih uslova i mada promjene temperature, obrasci padavina i mraza mogu produžiti sezonu rasta ili omogućiti uzgoj različitih useva, klimatske promjene takođe predstavljaju velike izazov za poljoprivredu.

Naučnici su odlučili da se okrenu svemiru u potrazi za rješenjem.

Svemirska sjemena

Godine 2022, zajedničke laboratorije Međunarodne agencije za atomsku energiju (IAEA) i Organizacije UN za hranu i poljoprivredu (FAO) poslale su seme na put do Međunarodne svemirske stanice (MSS). Cilj: indukovati genetske mutacije u semenu kroz izlaganje kosmičkom zračenju i mikrogravitaciji, što bi moglo pomoći u razvoju otpornih usijeva sposobnih da napreduju u uslovima eskalacije klimatske krize.

Sjeme zrna žitarice zvane sirak i arabidopsis, jednogodišnje biljke sa relativno kratkim životnim ciklusom, proveli su nekoliko mjeseci na MSS pre nego što su vraćene na Zemlju na analizu. Sada će analiza pokušati da identifikuje povoljne osobine u mutiranom sjemenu.

Šoba Sivasankar, šef Odeljenja za oplemenjivanje i genetiku biljaka za zajednički Centar za primjenu nuklearne energije u poljoprivredi FAO i IAEA, objašnjava da su naučnici u stanju da veštački izazovu mutacije biljaka na Zemlji koristeći gama zrake i rendgenske zrake.

Međutim, svemirsko okruženje, koje nudi širi spektar zračenja i dodatne ekstreme kao što su mikrogravitacija i temperaturne fluktuacije, ima potencijal da izazove genetske promene koje se razlikuju od onih koje se obično posmatraju korišćenjem zemaljskih izvora zračenja ili se indukuju mnogo brže.

„U svemiru, stres sa kojim će se susresti organizam bio bi na najvišem nivou i iznad svega što možemo da simuliramo na Zemlji“, objašnjava Sivasankarova. Dodaje da bi zračenje izvan MSS moglo biti „više od sto puta veće“ od prirodnog zračenja koje je moguće proizvesti na Zemlji.

Selektivnim uzgojem biljaka dobijenih iz mutiranog semena, Sivasankar i njen tim se nadaju da će stvoriti nove sojeve usijeva.

„Prvo, radimo na poboljšanju prinosa usijeva i produktivnosti useva kao što su žitarice, mahunarke, korenje i krtole – na primjer, manioka i slatki krompir“, dodaje. „A tu je i otpornost na klimatske promjene – na primjer otpornost na sve veću incidencu bolesti, toleranciju na klimatske fenomene kao što su suša ili visoke temperature, i povećanje saliniteta zemljišta zbog prodora slane vode ili navodnjavanja i isparavanja.“

Svjetski napor

Decenijama naučnici šalju sjeme u svemir. Kina koristi svemirsko zračenje da izazove genetske mutacije u usijevima od osamdesetih, izlažući seme kosmičkom zračenju preko satelita i balona na velikim visinama, što je navodno olakšalo proizvodnju džinovskih slatkih paprika i poboljšanja kod pšenice i pirinča.

Mnogo različitih vrsta sjemena nalazilo se na Međunarodnoj svemirskoj stanici, dok istraživači sa Državnog univerziteta u Mičigenu (MSU) trenutno eksperimentišu sa uzgojem sjemena koje je poslato na putovanje oko Mjeseca kao dio Nasinog programa „Artemis“.

Naučnici MSU istražuju efekat vanzemaljskih uslova na biljne aminokiseline – gradivni blok proteina – i procjenjuju kako to utiče na rast i razvoj biljaka. Istraživanje bi moglo ponuditi uvid u adaptivne sposobnosti biljaka u ekstremnim okruženjima i pomoći nam da shvatimo kako se usevi potencijalno mogu uzgajati van Zemlje za dugotrajne svemirske misije.

Privatni sektor se takođe zainteresovao za uticaj svemirskih letova na sjeme biljaka. U Ujedinjenim Arapskim Emiratima, „StarLab Oejzis“, startup sa sedištem u Abu Dabiju, najavio je planove da pošalje seme kinoe u svemir u nadi da će poboljšati genetski potencijal usijeva koji obećava svoju hranljivu vrijednost i prilagodljivost u sušnim regionima.

Slanje sjemena u svemir će pomoći „održivosti, klimatskim promjenama i bezbednosti hrane na Zemlji“, rekao je suosnivač „StarLab Oejzisa“, Alen Herbert za Si-En-En 2022. godine „Svemir je mesto gde imate ograničene resurse, ograničenu energiju, ograničen prostor. To je savršeno mesto za istraživanje i ta ista tehnologija se može vratiti na Zemlju.”

Ista očekivanja da će se pronaći rešenja za poljoprivrednu proizvodnju pokreće i Sivasankarovu, a IAEA kaže da bi početni rezultati njenog istraživanja mogli biti dostupni do kraja godine.

„Vjerujem u budućnost bezbednosti hrane, jer tehnologija dolazi u prvi plan“, kaže naučnica. „Ali bezbjednost hrane nije samo u genetici – potrebna nam je kombinacija svih tehnologija i svi treba da se udružimo i radimo zajedno.“