Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, w 2007 roku w drodze na Marsa będzie 10 odmian genetycznie zmodyfikowanych roślin, które mają wysyłać dane na Ziemię (sic!).

Choć brzmi to jak opowiadanie fantastyczne, zespół naukowców z Uniwersytetu Florydy naprawdę tak zmodyfikował genetycznie małą roślinkę, aby wysyłały dane za pośrednictwem niesamowitego, flourescencyjnego blasku. Wysłanie dziesięciu odmian takich roślin ma być częścią zaplanowanej na 2007 rok misji kosztującej 300 milionów dolarów.

Eksperyment z roślinami ma być pierwszym krokiem w kierunku uczynienia Marsa nadającym się do zamieszkania przez człowieka – mówi Rob Ferl, zastępca dyrektora programu biotechnologii Uniwersytetu Florydy. Na wybór gatunku Arabidopsis thaliana (rzodkiewnik pospolity) wpłynęły jego trzy zalety: osiąga wysokość zaledwie 20 cm, ma miesięczny cykl życia i cały jego genom wraz z sekwencją genetyczną został skatalogowany.

Arabidopsis thaliana

Rzodkiewnik pospolity Arabidopsis thaliana to niewielki i niepozorny chwast rozpowszechniony od koła podbiegunowego po równik na całej kuli ziemskiej. Nie posiada wprawdzie żadnego znaczenia gospodarczego, ma jednak cechy, które sprawiają, że już od przeszło dwudziestu lat stanowi ulubiony obiekt badań genetyków roślin. Charakteryzuje się bowiem wszelkimi zaletami, w jakie powinien być wyposażony organizm modelowy: jest tani, łatwo się hoduje i szybko rozwija (osiągnięcie ostatecznej wielkości zajmuje mu zaledwie kilka tygodni). Gatunek ten jest modyfikowany genetycznie i przygotowywany do lotu na Marsa.     Zdjęcie pochodzi z galerii fotografii przyrodniczej Renaty i Marka Kosińskich, zostało udostępnione przez autorów oraz umieszczone w AstroGALLERY za ich zgodą.

Aby wywołać efekt fluorescencji, naukowcy wszczepili w komórki roślin geny – detektory, które w niekorzystnych marsjańskich warunkach reagują emitując zielony blask. Receptory będą reagowały na takie czynniki jak susza, choroba lub temperatura. Jedne będą się żarzyć na zielono pod wpływem nadmiaru metali ciężkich, inne przybiorą kolor niebieski przy obecności określonych związków chemicznych np. reduktorów czy tlenków.

Jeden z dodanych genów jest nawet pochodzenia naturalnego – pochodzi z oceanicznych głębin. Do genomu Arabidopsis “wklejono” DNA świecącej meduzy, syntetyzujące specyficzne białko.

Już w ubiegłych latach przeprowadzano we współpracy z NASA badania nad roślinami w kosmosie – na razie na orbicie okołoziemskiej na pokładzie wahadłowca. Rośliny cierpią na kosmiczny syndrom adaptacji, mają problem z wykorzystywaniem wody. Obecnie naukowcy pracują nad usunięciem tego problemu.

Podobnie jak ludzie, rośliny muszą się nauczyć jak zaadaptować się do nowego środowiska – mówi Ferl. Używamy genetyki by stworzyć rośliny zdolne dostarczyć nam danych, których użyjemy, aby pomóc im później przetrwać.

Przebieg 30-miesięcznej misji marsjańskiej będzie miał następujący przebieg: po dziewięciu miesiącach lotu na pokładzie sondu podobnej do Mars Odyssey i przebyciu 286 milionów kilometrów, nasiona trafią do miniaturowej szklarni na lądowniku, do odpowiednio przygotowanej i użyźnionej marsjańskiej gleby. Mimo, iż ciągle mało wiadomo o marsjańskiej glebie (regolicie – pozbawionym substancji organicznych), naukowcy optymistycznie myślą o eksperymencie. Aby rośliny się przyjęły, gleba musi mieć odpowiednie pH, które jesteśmy w stanie zmienić, oraz odpowiednią ilość soli mineralnych – również możliwą do zniany.

Długoterminowym planem jest koncepcja terraformowania (ekosyntezy) Marsa, czyli upodobnienia jego środowiska do ziemskiego. Dzięki roślinom ilość dwutlenku węgla w atmosferze ma być zmniejszana na korzyść tlenu. Poważnymi przeszkodami są warunki panujące na Marsie – temperatura w ciągu doby waha się od kilku stopni Celsjusza powyżej zera do minus stu, zaś wilgotność wynosi zaledwie 0,3%. Jednak jeśli te przeszkody zostaną pokonane i okaże się, że ziemskie życie rozkwita w odległych światach, nastąpi era kolonizacji.

Autor

Wojtek Rutkowski