Cuando las plantas de la Tierra buscan nutrientes y agua, ¿Qué impulsa su dirección? Muy simple, La fuerza gravitacional les ayuda a encontrar el camino más fácil hacia las sustancias que necesitan para crecer y prosperar. ¿Qué sucede si la gravedad ya no forma parte de la ecuación?

Los botánicos de la Universidad Weslyan de Ohio aprovechan el entorno de microgravedad de la Estación Espacial Internacional para estudiar los comportamientos de crecimiento de las raíces y los sistemas sensoriales en una investigación conocida como Gravity Perception Systems (Plant Gravity Perception). Los investigadores buscan la adaptabilidad a la microgravedad y miden la sensibilidad general a la gravedad simulada para dos cepas de plántulas de mostaza. incluso Arabidopsis thaliana Wild Type y una variante genética sin almidón. Dentro del tipo salvaje, el almidón actúa como un peso, cayendo dentro de las puntas de las raíces y conduciéndolas hacia la Tierra.

Como investigador principal de Plant Gravity Perception, El botánico Chris Wolverton describe la pregunta central de la investigación:"Queremos saber:¿cuál es la menor cantidad de gravedad que las plantas pueden detectar para causar la caída de cuerpos pesados ​​[almidonados] en sus células?"

El estudio expone ambas cepas a cantidades incrementales de gravedad que van desde cuatro milésimas o 0,004G, hasta un G. En comparación, La fuerza gravitacional experimentada en la Tierra es constante G.

¿Por qué incluir dos tipos de plántulas? Si bien los umbrales exactos para las cepas con almidón no se conocen bien, Los mecanismos de respuesta para las variantes genéticas sin almidón son aún más misteriosos.

Plant Gravity Perception utiliza la aceleración del Sistema de cultivo modular europeo (EMCS) para simular la gravedad. Las plántulas se colocan primero en casetes de semillas, luego alineado a lo largo de las palas radiales de un rotor centrífugo. Esto permite a los investigadores controlar la intensidad de la gravedad experimentada en cualquier punto a lo largo de los brazos giratorios. probando cientos de grados fraccionarios de gravedad a la vez mediante giros controlados.

Al igual que las atracciones populares en los carnavales que hacen girar a los jinetes y hacen que se "peguen" a las paredes, esta investigación aumenta constantemente la exposición a la fuerza g para probar los límites externos de las habilidades perceptivas de las plántulas. Mientras giran los brazos de la centrífuga, los científicos esperan identificar exactamente dónde comienza la respuesta del crecimiento.

Lo más interesante de todo puede ser la respuesta de las plantas sin almidón. Incluso para los que no tienen almidón, la forma mutante de las plántulas aún puede conservar el mismo sistema de percepción sensorial que sus primos. Estas plantas aún pueden sentir la gravedad, pero solo responden a umbrales más altos, ser incapaz de moverse en absoluto, o use señales completamente diferentes para determinar la dirección del crecimiento. Cuando se apaga la aceleración de la centrífuga, Los científicos también pueden medir la respuesta de las plántulas a la microgravedad y establecer una línea de base.

Como organismos fotosintéticos, las plantas también son muy sensibles a las señales de luz para su crecimiento. Usando luces dirigidas, La percepción de la gravedad de las plantas proporciona señales de crecimiento adicionales en diferentes puntos para probar la relación entre la percepción de la luz y la percepción de la gravedad. Regresar a casa, los botánicos pueden ver las imágenes para evaluar las respuestas.

Aunque el laboratorio en órbita se reabastece periódicamente, los miembros de la tripulación deben consumir entregas frescas rápidamente. Para complementar una gran cantidad de alimentos estables en almacenamiento, Las investigaciones de la estación espacial como Veg-03 permiten a los astronautas actuar como jardineros y complementar sus dietas con la esperanza de agregar variedad nutricional y reducir el peso de la carga útil de reabastecimiento dedicado a las tiendas de alimentos.

Si bien las plántulas de Plant Gravity Perception no terminarán en las placas de los astronautas, Su crecimiento estudiado fomenta nuestro conocimiento de los umbrales de percepción y hace que la selección de las verduras de jardín apropiadas que puedan prosperar en el espacio sea más fácil para futuros vuelos espaciales de larga duración. incluidas misiones de exploración más allá de la órbita terrestre baja.

Para la tierra Wolverton señala que la percepción de la gravedad en las raíces "influye en la eficiencia de una planta, qué tan sensible es a las condiciones de sequía, a las inundaciones, al fertilizante ".

Él añade, "Si entendiéramos mejor cómo se percibe [la gravedad] ... eso abre toda una fuente de reproducción de rasgos y variación genética que podemos ver". Esto permitiría a los agricultores seleccionar el crecimiento de las raíces apropiado para diferentes niveles de fertilización. composición del suelo y extremos ambientales.