Ученые отправили светлые и темные (гиперпигментированные) семена нескольких видов культурных растений в космос, на внешнюю часть МКС. Они хотят проверить, смогут ли семена с сильной пигментацией сохранить большую жизнеспособность в космической среде. Исследованием занимаются ученые Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН (СФНЦА РАН) совместно с Институтом медико-биологических проблем РАН, а также Всероссийским институтом генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова (ВИР) и ФНЦ агробиотехнологии Дальнего Востока им. А. К. Чайки.
«Наше исследование проходит в рамках эксперимента “Биориск”. Когда он только начинался, была проблема — никто не мог вырастить в космосе растения. Оказалось, что на станции какой-то из маневровых двигателей работал на ацетилене. Этот газ, стерилизующий растения, вбрасывался в модуль, поэтому они не росли. Тогда их поместили в закрытые емкости и смогли получить несколько поколений гороха, пшеницы и так далее. Мы давно изучаем содержание природных антиоксидантов и других биологически активных соединений. Исследования мы проводим не только стандартными биохимическими методами, но и лазерной конфокальной микроскопией. Так вот, мы решили проверить, есть ли у гиперпигментированных семян больше шансов пережить агрессивные факторы космического пространства. Ведь нам, возможно, в недалеком будущем придется выращивать растения на других планетах. Думаю, впервые это будет реализовано в рамках лунной базы уже скоро. Человек ведь мечтает куда-то лететь, осваивать другие планеты, и растения ему, вероятнее всего, понадобятся», — рассказал директор СФНЦА РАН член-корреспондент РАО, профессор РАН, доктор биологических наук Кирилл Сергеевич Голохваст.
Чашки Петри с семенами
Ученые отправили светлые и темные семена сои, предполагая, что пережить длительное пребывание в космосе способны только гиперпигментированные семена. Чем темнее семя, тем больше в нем антиоксидантных веществ, которые относятся к группам флавоноидов. А это значит, что оно сильнее защищено от вредного воздействия извне.
«С помощью метода лазерной конфокальной микроскопии мы просвечиваем семя лазерами. Флавоноиды начинают реагировать по-разному, в зависимости от длины волны. Так мы сможем посмотреть, выгорели ли флавоноиды под воздействием радиации или нет, рассмотреть, где они локализованы, в каких клетках и части зерна», — сказал Кирилл Голохваст.
Еще одна задача эксперимента — научиться долго хранить зерно, понять, за счет чего происходит его увядание. «Космос — хорошая среда для экспериментов, это лакмусовая бумажка, которая усиливает все негативные факторы», — прокомментировал Кирилл Голохваст.
«Очень важно научиться хранить зерно на случай какой-то критической ситуации. За то, что у нас в стране есть собственные семена пшеницы, кукурузы, картофеля и так далее, мы должны благодарить Николая Ивановича Вавилова, русского и советского ученого-генетика. В ВИРовской коллекции хранятся и поддерживаются почти 400 000 образцов. Там хранятся семена, которые он собрал когда-то давно и те, которые попали туда недавно. По правилам все эти культуры перемешиваются и перезакладываются, это очень тяжелый труд ученых ВИРа. Нам повезло, что сейчас есть Межведомственная комиссия по вопросам формирования, сохранения и использования коллекций генетических ресурсов растений, куда вхожу в том числе и я. Мы разрабатываем систему, которая позволила бы сохранить несколько дублетов коллекции Вавилова в разных частях страны, чтобы люди могли взять и посеять эти семена в экстренных ситуациях. Возможно, эти космические эксперименты помогут нам на Земле в будущем», — прокомментировал Кирилл Голохваст.
Эксперимент с семенами начался в 2021 году. Первый же «Биориск» прошел еще в 2005 году. Тогда исследователи изучали, как условия космического пространства влияют на покоящиеся стадии бактерий и грибов.
«В дальнейшем мы стали изучать семена, покоящиеся стадии низших животных, ракообразных и комара (покоящейся стадии личинки). В условиях космоса на биологический объект воздействует множество факторов: облучение различными частицами, невесомость, вакуум. Нам стало интересно, как семена отреагируют на всё это», — сказала ученый секретарь Института медико-биологических проблем РАН доктор биологических наук Маргарита Александровна Левинских.
Недавно семена вернулись на Землю. В ближайшее время специалисты начнут их изучать.
Полина Щербакова
Фото предоставлены исследователями