Biljke u svemiru mijenjaju gene već u prvim minutama leta

Eksperiment na komercijalnom suborbitalnom letu pokazao je da biljke mijenjaju aktivnost gena već u prvim minutama nakon polijetanja — i to tako da se odgovor mijenja iz faze u fazu, a ne da nastupa kao jedan jedini prekidač u bestežinskom stanju.

Istraživači sa Sveučilišta Florida Rob Ferl i Anna-Lisa Paul objavili su u časopisu npj Microgravity rezultate eksperimenta koji je Ferl osobno izveo 29. kolovoza 2024. na letu New Shepard NS-26 tvrtke Blue Origin. Uzorci biljke Arabidopsis, pripremljeni u posebnim cjevčicama pričvršćenima na Ferlovo odijelo, aktivirani su u četiri točke: prije polijetanja, po ulasku u mikrogravitaciju, na kraju bestežinskog razdoblja pri spuštanju i nakon slijetanja.

Paralelno je na tlu tim aktivirao identične kontrolne uzorke u istim trenucima, što je omogućilo usporedbu između biljaka koje su letjele i onih koje su ostale na Zemlji, ali i praćenje promjena kod istih biljaka kroz faze misije. Korištene su cjevčice za fiksaciju razvijene uz pomoć tima sa Sveučilišta Florida, tehnologija već dokazana na stotinama uzoraka sa space shuttlea i Međunarodne svemirske postaje.

Što se zapravo mijenja

Rezultati pokazuju više od 1.200 gena čija se aktivnost promijenila tijekom leta. Odgovori su se razlikovali između listova i korijena, ali i između pojedinih faza misije. Mnogi od zahvaćenih gena sudjeluju u reakciji biljke na stres i promjene uvjeta okoline.

To znači da prilagodba na svemir nije jedan događaj koji se zbije nakon što organizam uđe u orbitu, nego postupni proces s različitim odgovorima pri polijetanju, ulasku u mikrogravitaciju, spuštanju i povratku. Paul ističe da je mogućnost uzorkovanja u više točaka leta omogućila promatranje samog prijelaza, a ne samo usporedbu biljaka na Zemlji s biljkama koje su već provele vrijeme u svemiru.

Ovo nije prvi put da se pažnja posvećuje biologiji na rubu svemira, ali je rijetko tko uspio uhvatiti prve minute. Dosadašnja istraživanja uglavnom su se bavila organizmima nakon dana, tjedana ili mjeseci provedenih u orbiti. Suborbitalni letovi, koji traju minute, otvaraju drugu vrstu uvida — onu o trenutku tranzicije.

Znanstvenik u vlastitom eksperimentu

Ferl u istom broju časopisa potpisuje i komentar u kojem argumentira zašto znanstvenici trebaju letjeti sa svojim eksperimentima. Njegova teza je jednostavna: osobno promatranje procesa daje uvide koje automatizacija i daljinsko praćenje ne mogu pružiti. Tijekom leta mogao je provjeriti prekrivaju li konzervansi uzorke, prilagoditi kretanje cjevčica i zabilježiti vrijeme i kvalitetu svakog uzorka.

To je operativno važnije nego što se na prvi pogled čini. Svemirski eksperimenti obično su ili potpuno autonomni ili ih izvode astronauti koji istovremeno vode niz drugih zadataka. Komercijalni suborbitalni letovi, prema ovom iskustvu, mogu poslužiti kao istraživačka platforma za akademske timove koji sami nadziru svoj rad.

Pitanje koje izvor nije postavio

Ostaje, međutim, ono što studija ne rješava: koliko su ti brzi genetski odgovori posljedica ubrzanja, vibracija i promjene tlaka, a koliko same mikrogravitacije? Uzorci su aktivirani u četiri točke, ali svaka od njih nosi više varijabli istovremeno. Bez razdvajanja tih čimbenika teško je reći što je specifično „svemirski” signal, a što reakcija na mehanički stres leta.

Drugo pitanje tiče se primjene. Ako se biljka prilagođava postupno, kroz različite faze, onda svaki plan uzgoja hrane u orbiti ili na drugim tijelima mora računati na to da je prilagodba proces, a ne stanje. To je relevantno za svaku ozbiljnu raspravu o dugotrajnim misijama, uključujući one koje se danas planiraju na Mars.

I treće, tiče se same metodologije: suborbitalni letovi traju minute, a znanstveni zaključci traže ponavljanja. Jedan let s četiri vremenske točke vrijedan je kao dokaz koncepta, ali ne kao konačan odgovor. Sljedeći korak nije novi senzacionalni naslov, nego serija letova s istim protokolom — i s jasno razdvojenim varijablama.