Czy fotosynteza zachodzi w warunkach mikrograwitacji?

Eksperyment NASA mający na celu dowiedzenie się więcej o tym, jak w kosmosie zachodzi fotosynteza, zostanie wystrzelony na pokładzie statku kosmicznego Cygnus, z Cape Canaveral Space Force Station na Florydzie, na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS).

Eksperyment NASA

.Statek kosmiczny Cygnus, opracowany przez firmę Northrop Grumman, zostanie umieszczony na szczycie rakiety SpaceX Falcon 9 i przeniesie rośliny na Międzynarodową Stację Kosmiczną, gdzie astronauci przeprowadzą eksperymenty, które pozwolą lepiej zrozumiećm jak fotosynteza zachodzi w warunkach mirkograwitacji.

Eksperyment stworzony przez naukowców z Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ma na celu sprawdzenie, jak dwa różne rodzaje trawy będą rosły na ISS. Badacze pod kierownictwem biologa Pubudu Handakumbura zaprojektowali całe przedsięwzięcie, finalnie porównają wyniki z kosmosu z próbą kontrolną, zawierającą te same rośliny uprawiane na Ziemi w Kennedy Space Center.

Fotosynteza w warunkach mikrograwitacji

.Badanie będzie koncentrować się na tym, jak w warunkach mikrograwitacji zachodzi fotosynteza – w jaki sposób rośliny pobierają światło, a następnie wykorzystują je do wzrostu, przekształcając dwutlenek węgla w cukry i tlen. Dwa badane rodzaje traw, Brachypodium distachyon i Setaria viridis, wykorzystują różne mechanizmy koncentracji dwutlenku węgla. Naukowcy porównają te dwie metody w środowisku mikrograwitacji.

Podczas gdy większość roślin na Ziemi wykorzystuje mechanizm koncentracji węgla znany jako C3, istnieją pewne dowody na to, że metoda znana jako C4 jest bardziej obiecująca dla wzrostu roślin w kosmosie.

„Jak rośliny zareagują w środowisku mikrograwitacji? Naturalnie wysyłają one swoje korzenie w dół z powodu grawitacji. Ale jak będą rosły w warunkach mikrograwitacji? Jest to ważne dla przyszłej eksploracji kosmosu, uprawy żywności i podtrzymywania życia” – mówi Handakumbura.

Badacze będą monitorować trzy identyczne zestawy roślin rosnących przez 32 dni – dwa zestawy w Kennedy Space Center i jeden zestaw na stacji kosmicznej. W sumie eksperyment obejmie 288 roślin.

Na stacji kosmicznej astronauci będą opiekować się roślinami i rejestrować, jak skutecznie przeprowadzają one fotosyntezę. Po powrocie na Ziemię podczas kolejnej misji, zostaną one wysłane do PNNL, gdzie badacze spędzą kilka miesięcy analizując ich aktywność molekularną. Eksperymenty mierzące białka, metabolity i inne cząsteczki zostaną przeprowadzone w Environmental Molecular Sciences Laboratory, ośrodku użytkownika DOE Office of Science.

„Z niecierpliwością czekam na wiedzę, którą odkryjemy dzięki tym eksperymentom, którą. I cieszymy się, że możemy przyczynić się do fundamentalnych badań, które będą kształtować przyszłe projekty mające na celu produkcję żywności w czasie przyszłych misji kosmicznych” – podsumowuje Handakumbura.

Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy

.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.

„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.

„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.

„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.

„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy„.

Oprac. EG