Революция растений. Новый взгляд на интеллект и поведение растений

Упрощая, можно сказать, что для растения – так же, как и для любого другого существа – космическое пространство отличается от привычного, прежде всего из-за гравитации (существенно меньшей) и влияния космического излучения. Однако растения, растущие в космосе в условиях невесомости, несмотря на проявляющиеся иногда хромосомные сбои и изменения биологического цикла, умудряются успешно адаптироваться. Как недостаток силы тяжести, так и перегрузки, естественно, становятся источником стресса для них. Но, в отличие от других стрессогенных факторов: засухи, скачков температуры, засоленности почв, отсутствия кислорода и многих других, с которыми растения сталкивались на Земле за многие миллионы лет эволюции, отсутствие силы тяжести – это нечто принципиально новое. На нашей планете любое существо сталкивается с гравитационным ускорением, равным в среднем 9,81 м/сек² (или 1 g). Гравитация при этом относится к фундаментальным силам, влияющим на любое биологическое создание и вообще на любой физический объект, находящийся на Земле. Физиология, метаболизм, структура, способы коммуникации, форма тела любого земного обитателя определяются этой силой.

Когда я утверждаю, что гравитация относится к универсальным силам, я хочу подчеркнуть, что она существует везде. Пусть очень слабо, но присутствует. Гравитация, равная нулю, существует исключительно в теории. На самом деле, вместо того, чтобы говорить о невесомости, было бы правильнее обсуждать микрогравитацию. На Земле мы тоже располагаем способами ее испытать, пусть и на короткое время.

Башня падения в Бременском университете – удивительное научное приспособление для изучения влияния микрогравитации короткого действия.

Чтобы ее ощутить, достаточно небольшого снижения силы тяжести (от 10^-2 g до 10^-6 g). Для того чтобы исследовать влияние гравитационных колебаний на растения, Европейское космическое агентство (ЕКА) предоставило ученым, помимо МКС, и другие технические средства и возможности: параболические полеты, Бременскую башню падения, научные ракеты и суперцентрифугу в Нордвике.

Башня падения представляет собой сооружение высотой 146 метров, построенной в Бременском университете. Внутри сооружения можно проводить эксперименты по свободному падению (так создаются условия невесомости) длительностью примерно в 5 секунд. Научные ракеты стартуют с базы в Кируне, в Швеции, и внутри можно поместить оборудование для эксперимента, невесомость длится около 45 минут. Суперцентрифуга ЕКА в Нордвике – огромная центрифуга, которая позволяет проводить эксперименты с массами до сотен килограмм. Эта установка позволяет воспроизводить влияние силы тяжести значительно большей, чем земная – до 2,5 g, которая действует на таких планетах, как Юпитер, и даже гораздо более массивных. Перегрузки будут действовать на растения при наборе скорости во время будущих космических полетов.

В течение нескольких лет моя лаборатория использовала все эти инструменты, чтобы исследовать влияние изменений гравитации на физиологию растений. Один из экспериментов Linv был нацелен на выяснение того, какие гены, отвечающие за проявления стресса, активизируются в невесомости, и мы смогли принять участие в последнем путешествии шаттла «Индевор» 16 мая 2011 года. Полученные результаты позволили сформулировать гипотезу о том, что изменения гравитационного ускорения, как я уже отмечал, сказываются на физиологии растения. Хорошим известием стало то, что, как и при стрессах, вызванных более распространенными причинами, растение может привыкнуть переносить вариации силы тяжести.

«Камешек в небе»

Мне всегда нравились космические исследования, завораживающий мир инженеров, ученых, безумцев и мечтателей, работающих в этой сфере. Поэтому, когда в 2004 году ЕКА приняло наше предложение по проведению экспериментов во время параболических полетов, первой же моей мыслью было: я стою на пороге вступления в один из самых эксклюзивных клубов мира, члены которого испробовали на себе состояние невесомости. Конечно, именно об этом я мечтал с самого детства, поглощая книги лучших фантастов мира.

Для того чтобы принять участие в параболическом полете, надо запастись терпением – пройти длительный медосмотр и преодолеть бюрократические препоны. Карты, формы, запросы, согласования, визиты ко врачам, анализы… Но оно того стоит. Я прекрасно помню все подробности моего первого полета – потом мне повезло участвовать в еще шести – на борту самолета Airbus A300-ZeroG, специально приспособленного ЕКА для этих целей. Мы вылетали из аэропорта Бордо-Мериньяк, во Франции.