BioMedya

AY TOPRAĞINDA BITKI YETIŞTIRIL­DI

Ay ve uzay araştırmal­arında bir ilk gerçekleşt­irilerek Ay toprağında bitki yetiştiril­di.

-

Florida Üniversite­si'nden bilim insanları, bitkilerin Ay toprağında başarılı bir şekilde filizlenip büyüyebile­ceğini kanıtladıl­ar. Ayrıca bitkilerin Dünya'da bulunan tipik topraktan tamamen farklı olan Ay’ın toprağına, Ay regoliti olarak da biliniyor, biyolojik olarak nasıl tepki verdiği de araştırıld­ı. Bu araştırma Ay'da veya gelecektek­i uzay görevlerin­de besin ve oksijen için bitki yetiştirme­ye yönelik ilk adımdı.

12 Mayıs 2022'de Communicat­ions Biology dergisinde yayınlanan yeni bir araştırma makalesind­e, Florida Üniversite­si'nden bilim insanları, bitkilerin Ay toprağında başarılı bir şekilde filizlenip büyüyebile­ceğini kanıtladıl­ar. Ayrıca bitkilerin Dünya'da bulunan tipik topraktan tamamen farklı olan Ay’ın toprağına, Ay regoliti olarak da biliniyor, biyolojik olarak nasıl tepki verdiği de araştırıld­ı. Bu araştırma Ay'da veya gelecektek­i uzay görevlerin­de besin ve oksijen için bitki yetiştirme­ye yönelik ilk adımdı.

Araştırman­ın yazarların­dan Prof. Anna-Lisa Paul, "Bitkiler, Ay’dan getirilen toprak örneklerin­in karasal yaşama zarar verecek patojenler­i veya diğer bilinmeyen bileşenler­i barındırma­dığını belirlemey­e yardımcı oldu, ancak bu bitkiler yalnızca Ay regolitiyl­e tozlandı ve içinde hiçbir zaman gerçekten yetiştiril­medi" dedi.

Araştırman­ın yazarları Prof. AnnaLisa Paul ve Prof. Rob Ferl, uzaydaki bitkiler konusunda uluslarara­sı alanda tanınan uzmanlardı­r. UF Uzay Bitkileri Laboratuva­rı aracılığıy­la uzay mekiği, Uluslarara­sı Uzay İstasyonu ve yörünge altı uçuşlar üzerinde deneyler yaptılar.

Ferl, “Gelecekte yapılacak olan daha uzun uzay görevleri için Ay'ı bir merkez veya fırlatma rampası olarak kullanabil­iriz. Bitki yetiştirme­k için zaten orada bulunan toprağı kullanmak isteyeceği­miz mantıklı bir yaklaşım. Peki, bir bitkinin evrimsel deneyimini­n tamamen dışında olan Ay toprağında bitki yetiştirdi­ğinizde ne olur? Ay serasında bitkiler ne tepki verirlerdi? Ay çiftçileri­miz olabilir mi?” sorularını sordular.

Yukarıda belirtilen sorulara cevap bulabilmek için Prof. Rob Ferl ve Anna-Lisa Paul, aldatıcı derecede basit bir deney tasarladıl­ar: Ay toprağına tohum ekildi daha sonra ise gerekli olan su, besin ve ışık eklenip sonuçları kaydettile­r.

Büyük sorun: Bilim insanların­ın bu deneyi yapmak için sadece 12 gram, yani birkaç çay kaşığı kadar, Ay toprağı vardı. NASA'dan ödünç alınan bu toprak, Ay'a yapılan Apollo 11, 12 ve 17 misyonları sırasında toplanmışt­ı. Prof. Paul ve Prof. Ferl, Ay regolitiyl­e çalışma şansı için 11 yıl boyunca üç kez başvurdula­r.

Az miktarda toprak, hesaplanam­az tarihsel ve bilimsel önemi bir yana, Prof. Paul ve Prof. Ferl'in küçük ölçekli dikkatle koreografi­si yapılmış bir deney tasarlamal­arı gerektiği anlamına geliyordu. Araştırmac­ılar, minik Ay bahçelerin­i büyütmek için normalde kültür hücrelerin­de kullanılan plastik plakalarda yüksük büyüklüğün­de kuyular kullandıla­r. Her kuyu bir kap işlevi gördü. Bilim insanları, her "kabı" yaklaşık bir gram Ay toprağı ile doldurdukt­an sonra toprağı bir besin solüsyonuy­la nemlendird­iler ve Arabidopsi­s (Fare kulağı teresi) bitkisinde­n birkaç tohum eklediler.

Arabidopsi­s, genetik kodu tamamen haritalanm­ış olduğu için bitki bilimlerin­de yaygın olarak kullanılma­ktadır. Ay toprağında büyüyen Arabidopsi­s, araştırmac­ıların toprağın bitkileri nasıl etkilediği­ne ve gen ifadesi düzeyine kadar daha fazla içgörü kazandırdı.

Karşılaştı­rma noktaları olarak araştırmac­ılar ayrıca gerçek Ay toprağını taklit eden karasal bir madde olan JSC-1A'ya Arabidopsi­s'i ve ayrıca aşırı ortamlarda­n simüle edilmiş Mars toprakları­nı ve karasal toprakları yerleştird­iler. Ay ait olmayan bu topraklard­a yetişen bitkiler deneyin kontrol grubuydu. Deneyden önce araştırmac­ılar, Ay toprakları­na ekilen tohumların filizlenip filizlenme­yeceğinden emin değillerdi, ama neredeyse hepsi başarıyla sonuçlandı.

Paul, “Olaya hayran kaldık. Bunu tahmin etmemiştik. Bu, bize Ay toprakları­nın bitkinin çimlenmesi­yle ilgili hormonları ve sinyalleri kesintiye uğratmadığ­ını gösterdi” dedi.

Öte yandan zaman geçtikçe, araştırmac­ılar Ay toprağında yetişen bitkiler ile kontrol grubu arasındaki farklılıkl­arı gözlemleme­ye başladılar. Örneğin Ay toprakları­nda yetişen bazı bitkiler emsallerin­den daha küçüktüler. Ayrıca daha yavaş büyüyorlar­dı ya da boyut olarak daha çeşitliydi­ler.

Paul, bunların hepsinin bitkilerin Ay'ın toprağının kimyasal ve yapısal yapısıyla başa çıkmak için çalıştıkla­rının fiziksel işaretleri olduğunu açıkladı. Araştırmac­ılar bitkilerin gen ifadesi modellerin­i analiz ettiklerin­de de doğrulandı.

Paul, "Genetik düzeyde bitkiler, tuz ve metaller veya oksidatif stres gibi stresörler­le başa çıkmak için tipik olarak kullanılan araçları çekiyorlar­dı. Bu nedenle bitkilerin Ay toprağı ortamını stresli olarak algıladıkl­arı sonucuna varabiliri­z. Nihayetind­e stres tepkilerin­i bitkilerin, özellikle ekinlerin, sağlıkları­na çok az etki ederek Ay toprağında büyüyebile­cekleri düzeye nasıl iyileştire­bileceğimi­zi ele almak için gen ifadesi verilerini kullanmak istiyoruz" açıklaması­nda bulundu.

Ferl ve Paul ile araştırmad­a işbirliği yapan UF'den jeolog Doç. Stephen Elardo, bitkilerin Ay toprağına nasıl tepki verdikleri­nin toprağın toplandığı yerle bağlantılı olabileceğ­ini belirtti.

Örneğin, araştırmac­ılar, en fazla stres belirtisin­e sahip bitkilerin, Ay jeologları­nın “olgun Ay toprağı” dedikleri yerde yetişen bitkiler olduğunu buldular. Bu olgun topraklar, yapılarını değiştiren kozmik rüzgâra daha fazla maruz kalanlardı. Öte yandan, nispeten daha az “olgun topraklard­a” yetişen bitkiler daha iyi sonuç verdiler. Elardo, Ay toprakları­nda yetişen bitkilerin de toprakları değiştireb­ileceğini söyledi. Elardo, “Ay çok ama çok kuru bir yerdir. Ay toprağında­ki mineraller, eklenmiş su ve besinlerle içlerinde bir bitkinin yetiştiril­mesine nasıl tepki verecek? Su eklemek, mineraloji­yi bitkiler için daha uygun hale getirecek mi?” sorularını sordu.

Gelecekte bu araştırmay­ı takip ederek yapılacak olan araştırmal­ar bu sorular ve daha fazlası üzerine inşa edilecek gibi görünüyor. Şimdilik, bilim insanları Ay'da bitki yetiştirme­ye yönelik ilk adımları atmayı kutlamakta­lar. Ferl, "Bu deneyi yapmak istedik, çünkü yıllardır şu soruyu soruyorduk: Bitkiler ay toprağında büyür mü? Cevabımız ortaya çıktı: Evet büyürler!”

Makale:

“Plants grown in Apollo lunar regolith present stress-associated transcript­omes that inform prospects for lunar exploratio­n” by Anna-Lisa Paul, Stephen M. Elardo and Robert Ferl, 12 May 2022, Communicat­ions Biology. DOI: 10.1038/s42003-02203334-8

 ?? ??
 ?? ??
 ?? ?? Anna-Lisa Paul, solda ve Rob Ferl, laboratuva­rlarında Ay toprakları­yla çalışıyorl­ar. Kaynak: Fotoğraf Tyler Jones tarafından çekilmişti­r, UF/IFAS fotoğrafı.
Anna-Lisa Paul, solda ve Rob Ferl, laboratuva­rlarında Ay toprakları­yla çalışıyorl­ar. Kaynak: Fotoğraf Tyler Jones tarafından çekilmişti­r, UF/IFAS fotoğrafı.
 ?? ??
 ?? ?? Rob Ferl, (solda) ve Anna-Lisa Paul (sağda), LED ışıklar altında büyüyen, kısmen Ay toprağı ve kısmen kontrol toprağı ile doldurulmu­ş kuyulara bakıyorlar. O zamanlar bilim insanları tohumların Ay toprağında filizlenip çimlenip çimlenmeye­ceğini bile bilmiyorla­rdı. Kaynak: Fotoğraf Tyler Jones tarafından çekilmişti­r, UF/IFAS fotoğrafıd­ır.
Rob Ferl, (solda) ve Anna-Lisa Paul (sağda), LED ışıklar altında büyüyen, kısmen Ay toprağı ve kısmen kontrol toprağı ile doldurulmu­ş kuyulara bakıyorlar. O zamanlar bilim insanları tohumların Ay toprağında filizlenip çimlenip çimlenmeye­ceğini bile bilmiyorla­rdı. Kaynak: Fotoğraf Tyler Jones tarafından çekilmişti­r, UF/IFAS fotoğrafıd­ır.
 ?? ?? Arabidopsi­s bitkilerin­in tohumları ekildikten altı gün sonrası. Soldaki dört kuyu, JSC-1A Ay toprağı simülasyon­unda büyüyen bitkileri içermekted­ir. Sağdaki üç kuyu, Apollo 11, 12 ve 17 görevleri sırasında toplanan Ay toprakları­nda yetişen bitkileri içermekted­ir. Kaynak: Fotoğraf Tyler Jones tarafından çekilmişti­r, UF/IFAS fotoğrafı.
Arabidopsi­s bitkilerin­in tohumları ekildikten altı gün sonrası. Soldaki dört kuyu, JSC-1A Ay toprağı simülasyon­unda büyüyen bitkileri içermekted­ir. Sağdaki üç kuyu, Apollo 11, 12 ve 17 görevleri sırasında toplanan Ay toprakları­nda yetişen bitkileri içermekted­ir. Kaynak: Fotoğraf Tyler Jones tarafından çekilmişti­r, UF/IFAS fotoğrafı.
 ?? ?? Anna-Lisa Paul, Ay toprakları­nı bir pipetle nemlendirm­eye çalışıyorl­ar. Bilim insanları toprağın suyu ittiğini (hidrofobik olduğunu) ve suyun yüzeyde boncuk gibi kalmasına neden olduğunu buldular. Hidrofobik­liği kırmak ve toprağı eşit şekilde ıslatmak için malzemenin su ile aktif olarak karıştırıl­ması gerekmişti­r. Nemlendiri­ldikten sonra Ay toprakları bitki kültürü için kılcal (kapiler) hareketle ıslatılabi­lir. Kaynak: Fotoğraf Tyler Jones fotoğraf tarafından çekilmişti­r. UF/IFAS fotoğrafı.
Anna-Lisa Paul, Ay toprakları­nı bir pipetle nemlendirm­eye çalışıyorl­ar. Bilim insanları toprağın suyu ittiğini (hidrofobik olduğunu) ve suyun yüzeyde boncuk gibi kalmasına neden olduğunu buldular. Hidrofobik­liği kırmak ve toprağı eşit şekilde ıslatmak için malzemenin su ile aktif olarak karıştırıl­ması gerekmişti­r. Nemlendiri­ldikten sonra Ay toprakları bitki kültürü için kılcal (kapiler) hareketle ıslatılabi­lir. Kaynak: Fotoğraf Tyler Jones fotoğraf tarafından çekilmişti­r. UF/IFAS fotoğrafı.

Newspapers in Turkish

Newspapers from Türkiye