Chociaż sałata i inne sałaty liściaste są ważnymi elementami zbilansowanej diety, „sałatka rukolowa” może nie być najzdrowszym wyborem dla astronautów na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).
Nowe badania pokazują, że mikrograwitacja, czyli warunki, w jakich żyją astronauci na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, może sprawić, że sałata będzie bardziej podatna na patogeny — organizmy, które czasami mogą prowadzić do wybuchów chorób przenoszonych przez żywność. Badania te mogą mieć bardzo znaczący wpływ na przyszłe załogowe misje kosmiczne na Księżyc, a ostatecznie na Marsa.
Obecnie członkowie załogi ISS mogą jeść zielone sałatki uprawiane na stacji kosmicznej w pomieszczeniach kontrolowanych temperaturą, wodą i światłem. Mogą także jeść przedmioty wysłane na orbitę z Ziemi. Wiadomo jednak, że ISS jest siedliskiem wielu patogenów, takich jak bakterie i grzyby, które mogą powodować choroby. Jeśli określone patogeny, takie jak E. coli i salmonella, skolonizują tkankę zjedzonej sałaty, konsument może zachorować.
Chociaż bakterie mogą rozwijać się wszędzie, więc zanieczyszczenie zawsze stanowi ryzyko, NASA i inne agencje kosmiczne, a także prywatne firmy kosmiczne, takie jak SpaceX, obawiają się, że wybuch chorób przenoszonych przez żywność może poważnie wykoleić misję i zagrozić miliardom dolarów inwestycji.
Powiązany: „Podwoiliśmy liczbę narodowości na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej”, gdy europejscy astronauci SpaceX Ax-3 dokują na stacji kosmicznej
Władza nie toczy bitwy w kosmosie
Naukowcy z Uniwersytetu Delaware chcą odkryć, jak mikrograwitacja wpływa na sałatę i czy środowisko może sprawić, że sałata będzie mniej lub bardziej podatna na organizmy chorobotwórcze. Osiągnęli swoje wyniki, poddając rośliny rotacji generowanej przez urządzenie zwane klinostatem. Symulowało to warunki mikrograwitacji panujące na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej dla próbek.
Rośliny wyczuwają grawitację za pomocą swoich korzeni i często wykazują rodzaj zróżnicowanego wzrostu zwanego „grawitropizmem” w wyniku wpływu grawitacji na nie. Zespół ostatecznie odkrył, że rośliny uprawiane w symulowanych środowiskach mikrograwitacyjnych były w rzeczywistości bardziej podatne na kolonizację przez patogeny salmonelli.
Małe pory w łodygach i liściach nazywane są szparkami, a rośliny wykorzystują te szparki do wymiany gazów. Jako mechanizm obronny pory zwykle się „zamykają”, gdy roślina jest wystawiona na działanie czynników stresogennych, takich jak bakterie.
Jednak z jakiegoś powodu planety rosnące w mikrograwitacji spowodowanej rotacją otworzyły swoje pory pod wpływem bakterii, co oznacza, że były bardziej podatne na inwazję salmonelli w kosmosie niż na Ziemi.
„Fakt, że pozostały otwarte, gdy wystawiliśmy je na działanie pozornie stresu, był naprawdę nieoczekiwany” – mówi Noah Totslein, członek zespołu i naukowiec z Uniwersytetu Delaware. – stwierdził w oświadczeniu.
Chociaż rośliny obracały się z prędkością nie większą niż pieczony kurczak – mikrograwitacja nie była prawdziwa – wystarczyło to, aby zdezorientować ich poczucie kierunku i wpłynąć na ich reakcje na czynniki stresogenne, takie jak bakterie.
„W rzeczywistości roślina nie wiedziała, która droga jest w górę, a w dół” – powiedział Totslein. „W pewnym sensie zaburzyliśmy ich reakcję na grawitację”.
Zespół wykorzystał także swój eksperyment do przetestowania zastosowania „bakterii pomocniczej” o nazwie B. subtilis UD1022, która wspomaga wzrost roślin i chroni przed koloniami bakteryjnymi.
Zamiast pomagać roślinom w walce z Salmonellą w warunkach mikrograwitacji, zespół odkrył, że UD1022 nie chroni roślin, co może wynikać z tego, że bakterie nie są w stanie wywołać odpowiedzi biologicznej, która spowodowałaby zamknięcie aparatów szparkowych przez rośliny.
„Niepowodzenie UD1022 w zamykaniu aparatów szparkowych w warunkach symulowanej mikrograwitacji jest zaskakujące i interesujące i otwiera kolejną puszkę robaków” – stwierdził w oświadczeniu Harsh Bais, członek zespołu i biolog roślin z Uniwersytetu Delaware. „Podejrzewam, że zdolność UD1022 do zniweczenia zamknięcia aparatów szparkowych w warunkach symulowanej mikrograwitacji może przytłoczyć roślinę i sprawić, że roślina i UD1022 nie będą w stanie komunikować się ze sobą, pomagając w ten sposób Salmonelli w inwazji na roślinę”.
Zespół ma jednak pomysł, który może pomóc zrównoważyć ryzyko skażenia spowodowanego szerszym otwieraniem aparatów szparkowych przez rośliny w środowiskach mikrograwitacyjnych.
„Zaczynanie od sterylizowanych nasion to sposób na zmniejszenie ryzyka obecności drobnoustrojów na roślinach” – powiedział Knell. „Ale wtedy drobnoustroje mogłyby być obecne w środowisku kosmicznym i w ten sposób mogłyby przedostać się do roślin”.
Alternatywą może być modyfikacja genetyki roślin, aby przede wszystkim uniemożliwić im szersze otwieranie aparatów szparkowych w przestrzeni kosmicznej. Naukowcy z laboratorium Bice'a już oceniają różne rodzaje sałaty o zróżnicowanej genetyce i testują ich reakcję na mikrograwitację.
„Jeśli na przykład znajdziemy gatunek, który zamyka aparaty szparkowe, w porównaniu z gatunkiem, który już testowaliśmy i który otwiera aparaty szparkowe, możemy spróbować porównać genetykę tych dwóch różnych taksonów” – powiedział Pais. „To rodzi wiele pytań dotyczących tego, co się zmienia”.
Wyniki badań zespołu opublikowano w tym miesiącu w Springer Scientific Reports.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
