Sex In Space: Plant Canoodling Is Raar Zonder Zwaartekracht

{h1}

Micro- en hyperzwaartekracht veranderen de manier waarop plantencellen materialen verplaatsen, die de reproductie hinderen en meer.

Een realtime blik op plantenseks in een omgeving die microzwaartekracht simuleert, laat zien dat landbouw in de ruimte voor uitdagingen staat.

De studie belicht ook hoe zwaartekracht werkt op intercellulair transport, een cruciaal proces voor paring van planten en communicatie van menselijke hersencellen.

Er is echter nog geen woord over hoe menselijk seks in de ruimte zou werken - hoewel dat misschien zal moeten veranderen als een privéplan om een ​​getrouwd stel op reis rond Mars te sturen, uitdooft.

Sex in de ruimte

Hoewel niet zo opwindend als mensen bezig worden, is plantenseks een goede manier om te onderzoeken hoe cellen materialen binnen hun muren transporteren. Wanneer een stuifmeelkorrel op een stigma terechtkomt, het vrouwelijke deel van een bloeiende plant, groeit er een stuifmeelbuis die fungeert als een tunnel waar zaadcellen naar beneden reizen om het ei te bereiken. De stuifmeelbuis is de snelst groeiende cel in het plantenrijk. [50 zwoele feiten over seks]

Snelle groei is de sleutel voor het bestuderen van de manier waarop cellen in realtime bewegen. Met behulp van een andere plantencel zou je weken moeten wachten om een ​​antwoord te krijgen op de zwaartekracht, zei onderzoekonderzoeker Anja Geitmann, een bioloog aan de universiteit van Montreal. In pollenbuizen duurt een reactie slechts enkele seconden.

Stuifmeelbuizen zijn ook goede modellen om te onderzoeken hoe intercellulair transport werkt, omdat ze de zwaartekracht niet voelen. Elke respons van pollenbuizen heeft alleen te maken met de fysieke effecten van de zwaartekracht, niet met de cel die de zwaartekracht waarneemt en dienovereenkomstig zijn gedrag verandert.

Sommige plantencellen voelen de zwaartekracht; kleine structuren genaamd statolieten in de wortelcellen zorgen ervoor dat bijvoorbeeld de wortels van de plant naar beneden groeien. Maar de groei van pollenbuizen volgt het chemische signaal van een vrouwelijke plant, dus ze hebben geen zwaartekrachtinformatie nodig. Op die manier werken ze als elke cel met een kern, inclusief dierlijke cellen.

Meer dan 1 g

De testfaciliteiten bij het European Space Agency (ESA).

De testfaciliteiten bij het European Space Agency (ESA).

Credit: Universiteit van Montreal

Bij het maken van deze studie werden geen pollenbuizen in de ruimte gestraald. In plaats daarvan maakten Geitmann en haar medeonderzoekers gebruik van de tools van het European Space Agency (ESA). Ze gebruikten een centrifuge met een diameter van 26 voet (8 meter) om groeiende pollenbuizen bloot te stellen aan zwaartekrachten tot 20 keer de normale zwaartekracht op de aarde (bekend als 1 g). Ze plaatsen ook stuifmeelbuizen in de willekeurige positioneringsmachine van de ESA, die specimens in alle richtingen met een bepaalde snelheid draait, waarbij de effecten van de zwaartekracht aan elke kant worden weggenomen. Dit creëert omstandigheden die de microzwaartekracht van de ruimte simuleren.

"Het is niet waar geen zwaartekracht," vertelde Geitmann WordsSideKick.com. "Er staat continu 1 g op het monster, maar het verandert gewoon van richting."

De onderzoekers gebruikten microscopie om hun monsters in realtime te bekijken. De resultaten toonden aan dat, hoewel de pollenbuis mogelijk niet detecteert welke kant uit is, de zwaartekracht er toch invloed op heeft. De diameters van de buizen gegroeid in gesimuleerde microzwaartekracht waren 8 procent kleiner dan een buis gegroeid in 1 g. Bij vijf keer de zwaartekracht van de aarde waren de buizen 8 procent breder en bij 20 keer de zwaartekracht van de aarde waren ze 38 procent breder.

De oppervlakte-uitzettingssnelheid van de buizen daalde ook met 39 procent in de gesimuleerde microzwaartekracht.

Stuifmeelkorrels plakten aan het stigma, het vrouwelijke orgaan van een plant.

Stuifmeelkorrels plakten aan het stigma, het vrouwelijke orgaan van een plant.

Credit: Universiteit van Montreal

Omdat het vormen van een stuifmeelbuis in essentie een minuscuul cellulair bouwproject is, transporteren cellen kleine bellen of blaasjes materiaal om de celwanden op te bouwen in de richting waarin de buis groeit. De onderzoekers ontdekten dat de verdeling van twee van deze materialen, cellulose en callose, verstoord was in hyper- en microzwaartekracht.

"Het intercellulaire verkeer, dat plaatsvindt op zeer nauwkeurig gedefinieerde paden in deze cellen, werd beïnvloed," zei Geitmann. Zij en haar collega's hebben vandaag hun bevindingen (13 maart) gerapporteerd in het tijdschrift PLOS ONE.

Reproductie van dieren is niet vergelijkbaar genoeg met plantenreproductie om conclusies te trekken over het resultaat van het menselijke geslacht in de ruimte van deze studie, zei Geitmann. Bezorgdheid over menselijke voortplanting in de ruimte omvat de effecten van blootstelling aan straling aan een zich ontwikkelende foetus, evenals onbekenden over microzwaartekracht, volgens een artikel uit 1996 in het tijdschrift Acta Obstetricia et Gynecologica Scandinavica. [Animal Sex Quiz: Test je smarts]

Maar haal microzwaartekracht plantenseks nog niet af. Intercellulair transport is belangrijk in een verscheidenheid van menselijke cellen, in het bijzonder lange neuronen, zei Geitmann. Onderzoekers die visbreinen bestuderen meldden in 2002 in het tijdschrift Advanced Space Research dat de synaptische formatie werd beïnvloed door microzwaartekracht. Anekdotische rapporten en kleine studies van astronauten suggereren ook dat de cognitieve prestaties in de ruimte afnemen, maar individuen varieerden sterk, volgens een rapport van NASA in 2012.

Oorzaken voor die achteruitgang kunnen variëren van slaapgebrek en stress tot straling, vond NASA, maar niemand heeft gekeken of intercellulair transport in neuronen een rol zou kunnen spelen, zei Geitmann.

"Veel neuronale ziekten, zoals de ziekte van Huntington of Parkinson of de ziekte van Alzheimer, zijn gerelateerd aan mensenhandel," zei ze.

Mensen moeten ook plantenseks in de ruimte begrijpen mocht onze soort zich ooit moeten voeden met langdurige missies of kolonies op andere planeten.

"Als we ooit de landbouw als het ware in de ruimte willen doen - het is een langetermijnvisie! - dan moeten we hier rekening mee houden", schreef Geitmann in een e-mail."Om op de lange termijn de plantenteelt te kunnen doen, moeten we zoeken naar soorten die zich daadwerkelijk kunnen voortplanten onder omstandigheden van nul zwaartekracht."

Volg Stephanie Pappas @sipappas. Volg WordsSideKick.com op Twitter @wordssidekick, Facebook of Google+. Origineel artikel op WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com