Да гледаш домати на тъмно: как може да се изхранват хората в космоса
Какво да яде човек в космоса? По пътя към Марс и на терен, в продължение на три години, това ще е предизвикателство. Най-малко 10 тона храна биха били нужни на шестчленна задача до планетата; пакетирането на цялата храна наготово ще е тестване, най-малкото тъй като питателните субстанции ще се разпаднат по пътя и ще би трябвало още веднъж да бъдат синтезирани.
Съществуващата през днешния ден система за дълго издържаща храна не е подобаваща за пътешестване в космоса. Затова екип учени от Калифорнийския университет - Ривърсайд, отпред с Робърт Джинкърсън, счита, че решението е астронавтите да отглеждат растенията на борда, на мрачно, с изкуствени нутриенти, а не със светлина, сп. " Сайънс ".
Задачата е сложна след стотици милиони години еволюция, при която растенията са се научили да усвояват сила от светлината. Според Джинкърсън обаче възобновяване на метаболитен път, който употребяват като семена, може да помогне. Екипът му към този момент демонстрира, че растенията могат да оцелеят без светлина; предизвикателство пред учените, откакто ги модифицират, е да подкрепят растежа им.
Тази технология може да преобрази земеделието даже на Земята - там, където няма доста светлина.
С гъбите е по-лесно
Това не е първият опит да се замести светлината като източник на развиване за растенията и не е чудно, че досегашните са се проваляли: светлината е значима от фотосинтезата и покълването до разцъфването и узряването на плода. Експерти, които не вземат участие в проучването, считат опита на тези откриватели за самоуверен и отвън утъпканите пътеки.
Усилията на Джинкърсън при редактирането на гени във водорасли са ориентирани към производството на масла, от които да се вършат биогорива през 2014-2017 година, само че цените на този артикул (в съпоставяне с петрола) обричат плана. В хода на работата си обаче Джинкърсън схваща, че някои видове водорасли могат да порастват във водата, захранвани с ацетат. Стъпва на съществуващи опити с електролиза, при която от въглероден диоксид и вода се получават ацетат и етилен.
Астронавти вечеряха с първата отгледана в Космоса салата (видео)
Заедно с водещо име в технологията - Фън Дзяо, който до тогава се концентрира върху етилен - създават технология, с която се усилва чистотата на ацетата при електролизата до 99%, задоволителна за водорасли. Пример за постигнатото са отглеждани пробно - в ледник от неръждаема стомана - кладници, които никнат върху повърхности, съдържащи ацетат и неогранични нутриенти като фосфор и азот. Тези организми трансформират сила в нова биомаса до 18 пъти по-ефикасно, в сравнение с захранваните с фотосинтеза.
Екипите им от Калифорнийския университет - Ривърсайд вземат участие в огромна съревнование, за чиито цели построяват прототипи на системи за произвеждане на храни. Изчисленията им на този стадий са, че гъби, захранвани с ацетат, отглеждани в реактор с размер 2 кубични метра, могат да дават 8.5 кг храна на ден или над една трета от потребностите на шестчленен екипаж на задача в " дълбокия космос ". Миналата година печелят премия от 150 хиляди $.
Проблемите стартират при опити с ацетат оттатък зоната на комфорт с гъбите и водораслите: за марулите, доматите и чушките, употребявани в опита, резултатите са скромни. Растенията оцеляват, само че без да порастват. За разлика от гъбите и някои водорасли те се нуждаят от светлина; учените търсят метод да трансформират това.
Метаболитен път
Отглеждането на растения благодарение на ацетат изисква потребление на технологията за генетично редактиране CRISPR и други, с цел да задействат още веднъж гени, дейни за малко при покълването на семената. Това оказва помощ за отключването на метаболитен път, който растенията към този момент не употребяват, до момента в който порастват, а единствено като семена, с цел да съхраняват въглерод и да го употребяват за напредък (вместо да го губят, отделяйки го като въглероден диоксид).
Резултатите наподобяват обещаващи за начало. Джинкърсът и екипът му употребяват растение, всекидневно за генетични проучвания, да са подсилят ген, който дава отговор за ензим, изменящ химически поемания от него ацетат. Тази смяна дава опция за естествен напредък при зареждане с ацетат в количество, което другояче би забавило развиването му. Продължават опити с други ензими, с които да се поддържа упоменатият метаболитен път и след поккълване. Ако съумеят, учените ще ревизират дали тези растения могат да се развиват добре на мрачно.
За да успее това, ще би трябвало да се отстраняват доста опасности: да вземем за пример от инвазия на гъби и водорасли, които могат да обхванат целия ацетат, преди растенията да могат да го поемат. В галактическа среда, където търпимостта към риск е доста ниска, това може да се схване като проблем.
Захранване със захар
Има и други възможности на ацетата. Джинкърсън се натъква и на проучване, съгласно което памукът пораства на мрачно, в случай че се зарежда с вода със захар; взема решение да ревизира метода върху храните. Започва с марулята, която не пораства доста, само че усетът ѝ е прекрасен. Добавя ѝ гени, с които тя създава и витамин В12, чието набиране в космоса би било мъчно (обикновено става с храни от скотски произход).
Опитите не престават с чери домати, генетично модифицирани без стъбла и листа по този начин, че силата да е ориентирана напълно към плода. Очаква се с тях да се проведат проби на борда на Международната галактическа станция, с цел да се изследва резултатът на микрогравитацията.
Макар пътуването с тонове захар за растенията в космоса да е непрактично, опити от последно време демонстрират, че с електролизатор може да се получи захар от ацетат или (с помощта на железен катализатор) от въглероден диоксид.
Биохимикът Кларк Лагариас от Калифорнийския университет - Дейвис счита, че захранваните със захар дребни чери домати могат да се развият добре, в случай че получават и дози светлина в избрани моменти. Причината е, че на мрачно и единствено със захар не порастват добре. Затова екипът на Джинкърсън преглежда разновидности като подаване на светлина, 1000 пъти по-малко от нужната в естествени условия, с цел да бъдат прегледани основни стадии от развиването.
Приложения и на Земята
Тази технология може да е ненужна към този момент в регионите, където светлината е в обилие, само че ще даде опция за целогодишно произвеждане на някои храни на всички места по света, без значение от метеорологичните условия. Освен това ще трансформира захарта в артикул с доста по-голяма добавена стойност, заключава създателят на публикацията.
Тя може да се окаже и опция на отвесните ферми, които са мощно енергоемки: изискват приблизително седем пъти повече сила от елементарните оранжерии.
" От зората на земеделието производството на храна зависи от Слънцето. Но в случай че намерите метод да отделите растежа от светлината, това би било голяма смяна за производството на храни по света ", споделя биологът от Вагенингенския университет Лукас ван дер Зее.
Съществуващата през днешния ден система за дълго издържаща храна не е подобаваща за пътешестване в космоса. Затова екип учени от Калифорнийския университет - Ривърсайд, отпред с Робърт Джинкърсън, счита, че решението е астронавтите да отглеждат растенията на борда, на мрачно, с изкуствени нутриенти, а не със светлина, сп. " Сайънс ".
Задачата е сложна след стотици милиони години еволюция, при която растенията са се научили да усвояват сила от светлината. Според Джинкърсън обаче възобновяване на метаболитен път, който употребяват като семена, може да помогне. Екипът му към този момент демонстрира, че растенията могат да оцелеят без светлина; предизвикателство пред учените, откакто ги модифицират, е да подкрепят растежа им.
Тази технология може да преобрази земеделието даже на Земята - там, където няма доста светлина.
С гъбите е по-лесно
Това не е първият опит да се замести светлината като източник на развиване за растенията и не е чудно, че досегашните са се проваляли: светлината е значима от фотосинтезата и покълването до разцъфването и узряването на плода. Експерти, които не вземат участие в проучването, считат опита на тези откриватели за самоуверен и отвън утъпканите пътеки.
Усилията на Джинкърсън при редактирането на гени във водорасли са ориентирани към производството на масла, от които да се вършат биогорива през 2014-2017 година, само че цените на този артикул (в съпоставяне с петрола) обричат плана. В хода на работата си обаче Джинкърсън схваща, че някои видове водорасли могат да порастват във водата, захранвани с ацетат. Стъпва на съществуващи опити с електролиза, при която от въглероден диоксид и вода се получават ацетат и етилен.
Астронавти вечеряха с първата отгледана в Космоса салата (видео) Заедно с водещо име в технологията - Фън Дзяо, който до тогава се концентрира върху етилен - създават технология, с която се усилва чистотата на ацетата при електролизата до 99%, задоволителна за водорасли. Пример за постигнатото са отглеждани пробно - в ледник от неръждаема стомана - кладници, които никнат върху повърхности, съдържащи ацетат и неогранични нутриенти като фосфор и азот. Тези организми трансформират сила в нова биомаса до 18 пъти по-ефикасно, в сравнение с захранваните с фотосинтеза.
Екипите им от Калифорнийския университет - Ривърсайд вземат участие в огромна съревнование, за чиито цели построяват прототипи на системи за произвеждане на храни. Изчисленията им на този стадий са, че гъби, захранвани с ацетат, отглеждани в реактор с размер 2 кубични метра, могат да дават 8.5 кг храна на ден или над една трета от потребностите на шестчленен екипаж на задача в " дълбокия космос ". Миналата година печелят премия от 150 хиляди $.
Проблемите стартират при опити с ацетат оттатък зоната на комфорт с гъбите и водораслите: за марулите, доматите и чушките, употребявани в опита, резултатите са скромни. Растенията оцеляват, само че без да порастват. За разлика от гъбите и някои водорасли те се нуждаят от светлина; учените търсят метод да трансформират това.
Метаболитен път
Отглеждането на растения благодарение на ацетат изисква потребление на технологията за генетично редактиране CRISPR и други, с цел да задействат още веднъж гени, дейни за малко при покълването на семената. Това оказва помощ за отключването на метаболитен път, който растенията към този момент не употребяват, до момента в който порастват, а единствено като семена, с цел да съхраняват въглерод и да го употребяват за напредък (вместо да го губят, отделяйки го като въглероден диоксид).
Резултатите наподобяват обещаващи за начало. Джинкърсът и екипът му употребяват растение, всекидневно за генетични проучвания, да са подсилят ген, който дава отговор за ензим, изменящ химически поемания от него ацетат. Тази смяна дава опция за естествен напредък при зареждане с ацетат в количество, което другояче би забавило развиването му. Продължават опити с други ензими, с които да се поддържа упоменатият метаболитен път и след поккълване. Ако съумеят, учените ще ревизират дали тези растения могат да се развиват добре на мрачно.
За да успее това, ще би трябвало да се отстраняват доста опасности: да вземем за пример от инвазия на гъби и водорасли, които могат да обхванат целия ацетат, преди растенията да могат да го поемат. В галактическа среда, където търпимостта към риск е доста ниска, това може да се схване като проблем.
Захранване със захар
Има и други възможности на ацетата. Джинкърсън се натъква и на проучване, съгласно което памукът пораства на мрачно, в случай че се зарежда с вода със захар; взема решение да ревизира метода върху храните. Започва с марулята, която не пораства доста, само че усетът ѝ е прекрасен. Добавя ѝ гени, с които тя създава и витамин В12, чието набиране в космоса би било мъчно (обикновено става с храни от скотски произход).
Опитите не престават с чери домати, генетично модифицирани без стъбла и листа по този начин, че силата да е ориентирана напълно към плода. Очаква се с тях да се проведат проби на борда на Международната галактическа станция, с цел да се изследва резултатът на микрогравитацията.
Макар пътуването с тонове захар за растенията в космоса да е непрактично, опити от последно време демонстрират, че с електролизатор може да се получи захар от ацетат или (с помощта на железен катализатор) от въглероден диоксид.
Биохимикът Кларк Лагариас от Калифорнийския университет - Дейвис счита, че захранваните със захар дребни чери домати могат да се развият добре, в случай че получават и дози светлина в избрани моменти. Причината е, че на мрачно и единствено със захар не порастват добре. Затова екипът на Джинкърсън преглежда разновидности като подаване на светлина, 1000 пъти по-малко от нужната в естествени условия, с цел да бъдат прегледани основни стадии от развиването.
Приложения и на Земята
Тази технология може да е ненужна към този момент в регионите, където светлината е в обилие, само че ще даде опция за целогодишно произвеждане на някои храни на всички места по света, без значение от метеорологичните условия. Освен това ще трансформира захарта в артикул с доста по-голяма добавена стойност, заключава създателят на публикацията.
Тя може да се окаже и опция на отвесните ферми, които са мощно енергоемки: изискват приблизително седем пъти повече сила от елементарните оранжерии.
" От зората на земеделието производството на храна зависи от Слънцето. Но в случай че намерите метод да отделите растежа от светлината, това би било голяма смяна за производството на храни по света ", споделя биологът от Вагенингенския университет Лукас ван дер Зее.
Източник: dnevnik.bg
КОМЕНТАРИ