צמחים שהתווסף להם גן הגורם להם לזהור בעקה, גודלו בתחנת החלל ולמרבה הפלא - השורשים היו למטה והעלים למעלה למרות כוח המשיכה הזעיר
העולם משתנה. גזי החממה מצטברים באטמוספירה, הטמפרטורה הגלובלית נמצאת בעליה מתמדת. גובה פני הים עולה בהדרגה ככל שקרח הקטבים נסוג. צמחי מאכל צומחים כעת במקומות חדשים.
השאלה היא האם החיים יכולים להתאים את עצמם לשינוי?
מספר צמחים מהונדסים גנטית שגודלו במשך כשנתיים בתחנת החלל הבינלאומית עשויים לעזור לענות על שאלה זו.
"הסביבה שלנו על כדור הארץ משתנה, כך שאנו מבקשים לבחון כיצד צמחים מסתגלים לסביבה חדשה" אומרת אנה ליזה פול, ביולוגית מולקולארית מאוניברסיטת פלורידה. "טיסה בחלל נמצאת מחוץ לטווח הנסיון האבולוציוני של כל יצור חי. ללמוד כיצד צמחים מגיבים לסביבה הייחודית יכולים גם לספר לנו כיצד צמחים מגיבים לאתגרים חדשים על כדור הארץ."
סרטון הוידאו שפרסמה נאס"א בסדרת ScienceCast מתאר כיצד יכולים צמחים זוהרים בחושך לשרוד בחלל
פאול ועמיתה רוב פרל הם החוקרים הראשיים של ניסוי בתחנת החלל המכונה TAGES, Transgenic Arabidopsis Gene Expression System. בשנתיים האחרונות הם גידלו בתא צמיחה על גבי תחנת החלל הבינלאומית ערוגה של תודרנית לבנה (Arabidopsis thaliana) באמצעות מצלמות הם עקבו אחר קצב הגידול, תבנית השורשים ואחרי הזוהר הירוק המוזר.
"ביצענו שינוי גנטי של הצמח כך שיזהר כאשר הוא נמצא תחת עקה" מסבירה פול. "הדבר יכול לספר לנו המון כיצד התודרנית הלבנה מתאימה את עצמה לסביבה של כבידה זעירה."
ללמוד כיצד צמחים מתאימי עצמם למצב חדש חיוני למחקרי שינויי האקלים. במונחים של ביומסה כוללת על כדור הארץ, הצמחים עוברים את המסה הכוללת של היונקים פי אלף. הם מרכיב דומיננטי בביוספירה ומשחקים תפקיד מפתח במחזור הפחמן.
מדענים וחקלאים ביצעו ניסויים עם צמחים במשל מאות שנים, אך ברמה הבסיסית, המולקולרית, עוד הרבה בלתי ידוע. זו הסיבה מדוע פול ופרל חשפו אותם לעקות שונוות ובהם חום וקור, וכן לתנאי בצורת. מרבית עבודתם בוצעה על כדור הארץ, אך כמה מהניסויים ניתן היה לבצע רק בחלל.
"הסרת הכבידה מהמשוואה מגלה היבטים ייחודיים של גדילת תאים והתפתחות, שאיננו יכולים לגלות בכל דרך אחרת", אומר פרל. "תחנת החלל הבינלאומית היא מקום מצוין לעשות ניסוי כזה."
במאמר בכתב העת Plant Biology משווים פול ועמיתיה כיצד צמחים גדלים בחלל לעומת צמיחה על הקרקע. "ראינו כמה דברים שהפתיעו אותנו", מדווחת פול.
פול ופרל החדירו "גן סמן" זוהר לדנ"א של תודרנית שהופעל על ידי ההורמון הצמחי אוקסין. אוקסין הוא הורמון המפעיל את תגובת הצמחים לסביבתם. באמצעות צפיה בחלקים מהצמח באור, הם איתרו את פעולתו של ההורמון ברמה התאית מבלי לנתח את הצמחים.
"ציפינו למצוא אותות אוקסין בתאי חישת הכבידה בקצה השורשים. במקומו הופיע באיזור דמוי גזע בין השורשים והעלים (hypocotyl )", היא אומרת.
הפתעה גדולה יותר היתה ב'יכולת הנטיה' - אותה תבנית של תנועת השורשים שבקרקע על פני כדור הארץ מאפשרת להם לעקוף מחסומים כגון מקלות התקועים בקרקע או אבנים בחיפוש אחר מים וחומרי מזון. פול נזכרת כי היתה יחד עם רוב כאשר הגיעו התמונות מתחנת החלל. "האם השורשים האלה נוטים?" שאלה. התבנית הזו היתה שם למרות העדר הכבידה.
"זה היה די מרגש", היא אומרת. "זה משהו שחשבנו שמתרחש רק בנוכחות כוח המשיכה." השניים אומרים כי האור שימש כתחליף לכוח המשיכה ורמז לצמחים מה נמצא למעלה ומה למטה. "עם נורות בוהקות מלמעלה , שורשים גדלו לכיוון נפרד מהעלים, בדיוק כמו בכדור הארץ."
"התודרנית הלבנה הוכיחה יכולת התאמה מופלאה לסביבת החלל" מציין פרל.
הסיבה לכך עדיין אינה ברורה במלואה אבל הודות לניסוי Tages, נתונים ברמה התאית והגנטית זמינים למחקר עכשיו.