Kysymys:
Onko avaruudessa tehty kokeita sen määrittämiseksi, kuinka kasvit kasvavat ilman gravitaatio- tai valovinkkejä suuntaan?
Aaron
2018-11-02 03:43:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Luin juuri puutarhanhoitopinon kysymyksen siitä, miksi kasvit kasvavat, johon yksi vastauksista on mainittu ISS-kokeita, ja jossa todettiin:

ISS-kokeilut ovat osoittaneet, että kasvit kasvavat suuntautuneella tavalla niin, että "ylöspäin" (ts. varsi, lehdet jne.) on kohti valonlähdettä, myös ilman painovoima. Tämä riippuu tietysti siitä, että kasvi pystyy määrittämään, mikä tie on kohti valonlähdettä.

Mutta mietin nyt, kuinka kasvi kasvaisi, jos sillä ei olisi mitään tapaa määrittää jonkinlaista "ylöspäin" joko painovoiman, lämpöenergian tai EM: n (valo) avulla.

Onko koskaan ollut mitään avaruuskokeita sen määrittämiseksi, kuinka kasvi kasvaa, jos ilman ulkoisia indikaattoreita siitä, mihin suuntaan sen "pitäisi" kasvaa ?

Kuten kommentoijat ehdottivat, kyllä, oletin todellakin, että tällainen testi ei todennäköisesti sisällä joko valoa tai tasaista valon jakautumista eri suunnista.

Jos valoa ei ole, kasvit alkavat todellakin kasvaa ilman valoa, mutta ne näyttävät sairailta, kasvavat nopeasti (yrittäen saavuttaa valoa, luulen) ja kuolevat pian.

Mielenkiintoinen kysymys, mutta on vaikea kasvattaa kasveja ilman valoa.
@OrganicMarble:-siemenet voivat itää pimeydessä. Kasvi voidaan myös valaista tasaisesti, jotta se voi kasvaa ilman fototrofisia vihjeitä.
@DrSheldon hyvä asia, kysymys on muotoiltu hyvin huolellisesti.
On mahdotonta kasvattaa kasveja ilman valoa. On mahdotonta kasvattaa kasveja ilman vettä. On mahdotonta kasvattaa kasveja ilman kemian fotosynteesiä. On mahdotonta kasvattaa kasveja 50-100 asteen F ulkopuolella. Monimutkaisuutta ei saa sivuuttaa.
@stormy Itse asiassa kasvit alkavat kasvaa ilman valoa. En ole asiantuntija, mutta olen tehnyt kokeen, jossa kasvi lähes täydellisessä pimeydessä kasvoi, ja se kasvoi jopa nopeammin kuin vastaava valossa, jonka oletan olevan tehtaan yritys päästä alueelle, jonne se voisi saada jonkin verran valoa (mikä tietysti epäonnistui). Kasvi näytti sairaalta ja kuoli aikaisin, mutta se kasvoi useita tuumaa. _Kuitenkin_ tällaisessa kokeessa on oltava vain tasainen valonjako. Pimeys on vain yksi tällainen tasainen jakauma. Yhtä suuri etäisyys kasvavalaisimista kaikkiin suuntiin voisi olla toinen.
@stormy ... ja samoin veden, lämpötilan ja muiden muuttujien jakauma voitaisiin jakaa tasaisesti kaikkiin suuntiin siementen ympärillä. Ainakin voisi yrittää tehdä sen mahdollisimman lähellä tasaista jakautumista.
Joten kansainvälisellä avaruusasemalla tällainen koe saattoi koskea huolellisesti sekoitettua kostean lian palloa, jonka keskelle sijoitettiin siemen. Aseta sitten kasvavat lamput tasaisesti sen ympärille kaikkiin suuntiin tai jätä se vain pimeäksi ja katso, mitä tapahtuu. Ja painovoima on siemenen vertailukehyksestä, koska se on kiertoradalla, nolla, joten painovoimaa ei ole suunnassa.
@stormy: Monet monet monet monet _kasvat kasvavat hienosti alle 10 ° C: n tai yli 37,8 ° C: n lämpötiloissa.
Tietysti on äärimmäisiä. Ajattelin vihanneksia ja koristekasveja.
üks vastaus:
DrSheldon
2018-11-02 10:03:04 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Siemenet sisältävät kasvialkion, jolla on juuri ja jo kehittynyt verso. Kun siemen itää, juuri ja verso pidentyvät kumpikin kudoksen kasvun kautta (meristeemi). Ilman ympäristövihjeitä juuri ja verso kasvavat kukin edelleen samaan yleiseen suuntaan kuin heillä oli siemenen sisällä. Korostan "yleistä", koska juuri tai verso voi haarautua, ja juurien on myös osoitettu muodostavan kierteen; molemmissa tapauksissa kokonaiskasvu on edelleen samassa yleisessä suunnassa.

Jotta kasvit eivät kasvaisi "väärällä tavalla" maahan, heillä on vastauksia, joita kutsutaan tropismiksi . Nämä aiheuttavat juuren tai verson taipumisen kasvamisen aikana, jopa 180 astetta! Kolme päätropismia ovat painovoima (geotropismi tai gravitropismi), valo (fototropismi) ja vesi (hydrotropismi). Kuten alla on kuvattu, kutakin on tutkittu ISS: ssä ja joskus yhdessä.

Vaikka tropismikokeita on järjestetty useissa eri tiloissa ISS: llä, EMCS rakennettiin erityisesti tämän tyyppisille kokeille:

Eurooppalainen modulaarinen viljelyjärjestelmä (EMCS) on ESA: n kokeilutila, joka on omistettu kasvibiologian tutkimiseen pienentyneessä painovoimaisessa ympäristössä. Se tukee biologisten kokeiden viljelyä, stimulaatiota ja miehistön avustamaa toimintaa kontrolloiduissa olosuhteissa (esim. Lämpötila, ilmakehän koostumus, vesihuolto, valaistus, havainto ja painovoima). Laitos on suorittanut monen sukupolven (siemenestä siemenen) kokeita ja tutkinut painovoiman ja valon vaikutuksia varhaiseen kehitykseen ja kasvuun, signaalin havaitsemiseen ja siirtymiseen kasvien tropismissa.

https: / /www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Facility.html?#id=336

Kokeilu mikrograviteetissa ja pimeydessä:

Biologinen tutkimus kanisterissa - 16: Kasvien sytoskeletin mikrogravitaatiotutkimus geeniprofiililla ja sytokemialla (BRIC-16-sytoskeleton) tutkii mikrogravitaation vaikutuksia kasvien aktiinisytoseletin rakenteeseen ja organisoitumiseen Arabidopsis-mallikasvilla. .

[...]

Täysin pimeässä mikrogravitaatiossa kasvatetut taimet osoittivat enemmän vinoja juurissa ja enemmän versoja kudoksista muodostuvia juuria kuin maaperän kontrollikasvit.

https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=772

Tulokset BRIC-16 -tutkimuksesta kävi ilmi, että vähemmän siemeniä itää, juuret kasvavat kasvin "maanpäällisistä" osista ja juuret korkkiruuvaa niiden kasvaessa:

Ensimmäinen merkittävä fyysinen ero havaittiin juuren kärjessä ja proksimaalisessa juuressa, jossa lennon taimeissa tapahtui äärimmäistä ruuvaamista verrattuna hiukan vinoon juuriin maanhallinnalla. Toinen merkittävä ero oli lentonäytteistä löydettyjen satunnaisjuurien (varresta tai lehdistä muodostuneiden juurien) suurempi määrä. Muita vaikutuksia olivat siemenistä syntyneiden kasvien prosenttiosuus, joka oli huomattavasti pienempi lentokonelaitteissa (FL, GC) kasvatetuissa näytteissä kuin vain petrimaljoissa kasvavat taimet. Lisäksi endodermaaliset solut (syvimmät solut ulkokerroksessa) olivat merkittävästi pienempiä taimissa, joita kasvatettiin BRIC-PDFU-järjestelmässä, verrattuna HC: n soluihin. Tämä endodermaalisten solujen muodon muutos osoittaa muutoksia soluseinässä ja näyttää olevan todellinen mikropainovoima.

Toinen mikrogravitaatiokokeilu, valolla ja ilman:

Characterizing Arabidopsis Root Attractions (CARA) -kokeessa tarkastellaan molekyyli- ja geneettisellä tasolla mekanismeja, jotka vaikuttavat kasvien juurien kasvuun ilman painovoimaa, ja miten ne muuttuvat valon kanssa tai ilman. Tutkijat altistavat yhden taimiyhdistelmän valolle, pitävät toisen joukon pimeässä ja tutkivat sitten, miten kukin ympäristö vaikuttaa juurikasvumalleihin. Joitakin kasveja kuvataan myös kiertoradalla olevalla valomikroskooppimoduulilla, ja kokeen lopussa astronautti korjaa kaikki kasvit ja säilyttää ne palatakseen maapallolle kiertoradalla olevien kasvien vasteisiin liittyvien geenien arvioimiseksi.

https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=1020

Painovoima, vesi ja ravinteet tutkitaan erikseen:

Monitropismi: Stimulien painovoima, ravinteiden ja veden vuorovaikutus juuren suuntaamiseen mikrogravitaatiossa (MULTI-TROP) arvioi erikseen kolme ärsykettä - painovoima, vesi ja ravinteet - kasvien kasvuun. Tropismi viittaa organismin suunnattuun vasteeseen ulkoiseen ärsykkeeseen, kuten kasvin juuret, jotka kasvavat alaspäin maaperään vastauksena maan painovoimaan. Aikaisemmat tutkimukset osoittavat, että kasvien juuret kasvavat satunnaisesti ilman erityistä mikrogravitaation suuntaa, mikä on haaste kehitettäessä tiloja kasvien viljelyyn avaruudessa.

https://www.nasa.gov/mission_pages/station/ tutkimus / kokeilut / tutkija / Investigation.html? # id = 7473

Painovoiman ja veden vuorovaikutus:

Hydrotropismi ja Auxin - Indusoitavan geeniekspression mikrogravitaatioolosuhteissa kasvatetuissa juurissa (HydroTropi) tehdyssä kokeessa on kolme erityistavoitetta:

  • Ensinnäkin se osoittaa, että gravitropismi (kasvin kyky muuttaa kasvusuuntaan painovoiman vaikutuksesta) häiritsee hydrotropismia (suuntainen kasvureaktio, jossa suunnan määrää vesipitoisuuden ärsykkeet).

https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=753

+1 Hieno vastaus!
Vau! En odottanut niin paljon. Kiitos. Yksi asia: kirjoitat "root ja ampua, kukin jatkaa kasvuaan samaan suuntaan kuin heillä oli siemenen sisällä", mutta antamasi lainaukset näyttävät viittaavan muuten korkkiruuvaukseen ja sitten viimeisestä viimeisessä tarjouksessasi "kasvaa satunnaisesti ilman erityistä mikropainon suuntaa ". Silti _ erinomainen_vastaus, kiitos - olen antanut + 1-merkinnän, ja epäröin hyväksyä vastauksen vain siksi, että SE: llä on tapana antaa sille hieman enemmän aikaa, jotta ei kannustaisi muita vastaajia, mutta palaan hyväksymään myöhemmin.
@Aaron: Olen parantanut vastaustani auttaakseni sinua.


ⓘ
Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 4.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...