A magok közé tartozik egy növényi embrió, amelynek gyökere és hajtása már kifejlődött. Amikor a mag kicsírázik, a gyökér és a hajtás a csúcson lévő szövetnövekedés révén megnyúlnak (merisztéma). Környezeti jelek nélkül a gyökér és a hajtás ugyanabban az
általános irányban nő tovább, mint a magban. Hangsúlyozom az "általános" szót, mert a gyökér vagy a hajtás elágazhat, és a gyökerekről is kimutatták, hogy hélixet alkotnak; mindkét esetben az általános növekedés továbbra is ugyanazon az általános irányon halad.
Annak megakadályozása érdekében, hogy a növények a „rossz úton” növekedjenek a talajba, tropizmusok nak nevezett válaszaik vannak. Ezek miatt a gyökér vagy a hajtás növekedése közben akár 180 fokig is meghajlik! A három fő tropizmus a gravitáció (geotropizmus vagy gravitropizmus), a fény (fototropizmus) és a víz (hidrotropizmus). Az alábbiakban leírtak szerint mindegyiket az ISS-en tanulmányozták, és néha együtt is.
Bár a tropizmus kísérleteit az ISS fedélzetén több különböző létesítményben tartották, az EMCS-t kifejezetten az ilyen típusú kísérletekhez fejlesztették ki:
Az Európai Moduláris Termesztési Rendszer (EMCS) egy ESA kísérleti létesítmény, amelynek célja a növénybiológia csökkentett gravitációjú környezetben történő tanulmányozása. Támogatja a biológiai kísérletek tenyésztését, stimulálását és személyzet általi működését ellenőrzött körülmények között (például hőmérséklet, légköri összetétel, vízellátás, megvilágítás, megfigyelés és gravitáció). A létesítmény több generációs (magról magra) kísérleteket végzett, és tanulmányozta a gravitáció és a fény hatását a növény korai fejlődésére és növekedésére, a jel észlelésére és transzdukciójára a növényi tropizmusokban.
https: / /www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Facility.html?#id=336
Kísérlet a mikrogravitációban és a sötétségben:
Biológiai kutatások kaniszterekben - 16: A növény citoszkeletonjának vizsgálata mikrogravitációban génprofilozással és citokémiával (BRIC-16-Citoszkeleton) tanulmányozza a mikrogravitáció hatásait az aktin citoszkeleton szerkezetére és szerveződésére növényekben Arabidopsis modell felhasználásával. .
[...]
A mikrogravitációban teljes sötétségben megtermett palántáknál a gyökereknél nagyobb a ferdeség és a hajtásszövetekből több gyökér, mint a talajba tartozó kontroll növényeknél.
https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=772
Az eredmények A BRIC-16 vizsgálatból kiderült, hogy kevesebb mag csírázik, a gyökerek a növény "föld feletti" részeiből nőnek ki, és a gyökerek növekedésükkor parafatúrák:
Az első nagyobb fizikai különbséget megfigyelték a gyökércsúcson és a proximális gyökérnél, ahol szélsőségesen csavarodtak a repülési palánták, összehasonlítva a kissé ferde gyökerekkel a talajvezérléssel. A másik fő különbség a repülési mintákon talált nagyobb mennyiségű adventív gyökér (a szárból vagy levélből kialakult gyökér) volt. Az egyéb hatások között a magvakból származó növények aránya szignifikánsan alacsonyabb volt a repüléstechnikai eszközökben (FL, GC) növesztett mintákban, mint a csak a petri-csészékben növekvő palánták. Ezenkívül az endodermális sejtek (a külső réteg legmélyebb sejtjei) lényegesen kisebbek voltak a BRIC-PDFU rendszerben nevelt palántákban, mint a HC-ben. Az endodermális sejtek alakjának ez a változása a sejtfal változásaira utal, és valódi mikrogravitációs hatásnak tűnik.
Újabb kísérlet mikrogravitációban, fénnyel és fény nélkül:
A karakterizáló arabidopsis gyökér-vonzerők (CARA) kísérlet molekuláris és genetikai szintű mechanizmusokat vizsgál, amelyek a növény gyökereinek növekedését gravitáció hiányában befolyásolják, és azt, hogy ezek hogyan változnak fénnyel vagy anélkül. A kutatók az egyik palántacsomagot fénynek teszik ki, egy másik készletet sötétben tartanak, majd megvizsgálják, hogy az egyes környezetek hogyan befolyásolják a gyökérnövekedés mintázatait. A növények egy részét a pályán lévő fénymikroszkópos modullal is ábrázolják, és a kísérlet végén az összes növényt az űrhajós betakarítja, és a Földre való visszatérésük érdekében megőrzi, hogy értékeljék a pályán lévő növényi válaszokkal összefüggő géneket.
https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=1020
A gravitáció, a víz és a tápanyagok külön-külön megvizsgálva:
Multiple Tropism: Az ingerek gravitációja, tápanyag- és víz-kölcsönhatása a mikrogravitációban a gyökérorientációhoz (MULTI-TROP) külön értékeli a három inger - gravitáció, víz és tápanyagok - a növény növekedésére. A tropizmus egy organizmusnak egy külső ingerre adott irányított reakciójára utal, például a növényi gyökerek lefelé nőnek a talajba a földi gravitáció hatására. Korábbi kutatások azt mutatják, hogy a növényi gyökerek véletlenszerűen nőnek a mikrogravitáció meghatározott iránya nélkül, ami kihívást jelent a növények űrben történő termesztésére szolgáló létesítmények kifejlesztésekor.
https://www.nasa.gov/mission_pages/station/ kutatás / kísérletek / felfedező / Investigation.html? # id = 7473
A gravitáció és a víz kölcsönhatása:
A hidrotropizmus és az Auxin - Az indukálható gén kifejeződése a mikrogravitációs körülmények között termesztett gyökerekben (HydroTropi) kísérletnek három konkrét célja van:
- Először azt bizonyítja, hogy a gravitropizmus (a növény azon képessége, hogy a gravitációra reagálva megváltoztassa növekedési irányát) megzavarja a hidrotropizmust (olyan irányú növekedési reakciót, amelyben az irányt a víz koncentrációjában lévő ingerek határozzák meg).
https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=753