Рост растений в невесомости: корни сохраняют сложные паттерны движения

Исследование, опубликованное в открытом журнале BMC Plant Biology, показало, что характерные паттерны роста корней растений — «извивание» (waving) и «скос» (skewing) — происходят на борту Международной космической станции (МКС) независимо от гравитации. Это опровергает теорию об их исключительной зависимости от силы тяжести.

Эксперимент на МКС

  • Исследователи из Университета Флориды (США) вырастили на МКС два культивара Arabidopsis thaliana: Wassilewskija (WS) и Columbia (Col-0).
  • Растения выращивались в специализированных блоках с системой камер, фиксировавших изображения каждые 6 часов. Данные передавались на Землю в реальном времени.
  • Параллельно контрольные растения выращивались в наземных условиях в Космическом центре Кеннеди.

Ключевые результаты

  1. Негативный фототропизм сохраняется: В отсутствие гравитации, но при наличии направленного света, корни в космосе оставались сильно негативно фототропными и росли в направлении, противоположном побегам, как и на Земле.
  2. Паттерны waving и skewing сохраняются: Траектория роста корней в невесомости сохранила сложные паттерны извивания и скоса, характерные для земных корней, подверженных гравитации. Каждый культивар сохранил свой уникальный наземный паттерн скоса.
  3. Waving и skewing — раздельные явления: Степень извивания (waving) у растений в космосе не соответствовала предсказанной для корней с эквивалентным скосом (skewing) на Земле. В космосе извивание было гораздо более слабо выраженным. Это подтверждает, что waving и skewing представляют собой два отдельных явления, а гравитация не является механистической частью базовых процессов, лежащих в их основе.

Вывод ученых

Ведущие авторы Анна-Лиза Пол и Роберт Ферл отметили: «Хотя растения и используют гравитацию в качестве ориентирующего тропизма на поверхности Земли, очевидно, что гравитация не является ни необходимой для ориентации корня, ни единственным фактором, влияющим на паттерны его роста. Похоже, что другие особенности окружающей среды также необходимы для того, чтобы корень рос в сторону от семени, тем самым повышая свои шансы найти достаточное количество воды и питательных веществ для обеспечения выживания».