على الرغم من أن الخس وخضروات السلطة الورقية الأخرى تعتبر أجزاء مهمة من نظام غذائي متوازن، إلا أن “سلطة الصواريخ” قد لا تكون الخيار الأكثر صحة لرواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية (ISS).
أظهر بحث جديد أن الجاذبية الصغرى، وهي الحالة التي يعيش فيها رواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية، يمكن أن تجعل الخس أكثر عرضة لمسببات الأمراض – الكائنات الحية التي يمكن أن تؤدي في بعض الأحيان إلى تفشي الأمراض المنقولة بالغذاء. يمكن أن يكون لهذا البحث تأثير كبير جدًا على البعثات الفضائية المأهولة المستقبلية إلى القمر، وفي النهاية إلى المريخ.
حاليًا، يمكن لأفراد طاقم محطة الفضاء الدولية تناول السلطة الخضراء التي تمت زراعتها في المحطة الفضائية في غرف يتم التحكم فيها بدرجة الحرارة والماء والضوء. يمكنهم أيضًا تناول العناصر المرسلة إلى المدار من الأرض. ومع ذلك، من المعروف أن محطة الفضاء الدولية تستضيف الكثير من مسببات الأمراض، مثل البكتيريا والفطريات، التي يمكن أن تسبب المرض. وإذا استعمرت بعض مسببات الأمراض، مثل الإشريكية القولونية والسالمونيلا، أنسجة الخس المأكول، فقد يصاب المستهلك بالمرض.
على الرغم من أن البكتيريا يمكن أن تنمو في أي مكان، لذا فإن التلوث يمثل دائمًا خطرًا، إلا أن ناسا ووكالات الفضاء الأخرى وكذلك شركات الفضاء الخاصة مثل SpaceX تشعر بالقلق من أن تفشي الأمراض المنقولة بالغذاء يمكن أن يؤدي إلى عرقلة المهمة بشكل خطير ويعرض مليارات الدولارات من الاستثمارات للخطر.
متعلق ب: “لقد ضاعفنا عدد الجنسيات على متن محطة الفضاء الدولية” حيث يرسو رواد فضاء SpaceX Ax-3 الأوروبيون بالكامل في المحطة الفضائية
السلطة لا تخوض معركة في الفضاء
ويهدف العلماء في جامعة ديلاوير إلى اكتشاف كيفية تأثير الجاذبية الصغرى على الخس، وما إذا كانت البيئة يمكن أن تجعل خضروات السلطة أكثر أو أقل عرضة للكائنات المسببة للأمراض. لقد حققوا نتائجهم من خلال تعريض النباتات للدوران الناتج عن جهاز يسمى كلينوستات. قام هذا بمحاكاة ظروف الجاذبية الصغرى لمحطة الفضاء الدولية للعينات.
يمكن للنباتات أن تستشعر الجاذبية باستخدام جذورها، وغالبًا ما تظهر نوعًا من النمو التفاضلي يسمى “انتحاء الجاذبية” نتيجة لكيفية تأثير الجاذبية عليها. وجد الفريق في النهاية أن النباتات المزروعة في بيئات محاكاة الجاذبية الصغرى كانت في الواقع أكثر عرضة لاستعمار مسببات الأمراض السالمونيلا.
تسمى المسام الصغيرة في السيقان والأوراق “الثغور”، وتستخدم النباتات هذه الثغور لتبادل الغازات. كآلية دفاعية، عادة ما “تغلق” المسام، في جوهرها، عندما يتعرض النبات لضغوط مثل البكتيريا.
ولكن لسبب ما، فتحت الكواكب التي تنمو في الجاذبية الصغرى الناجمة عن الدوران مسامها عند تعرضها للبكتيريا، مما يعني أنها كانت أكثر عرضة لغزو السالمونيلا في الفضاء مما كانت عليه على الأرض.
وقال نوح توتسلاين، عضو الفريق والعالم في جامعة ديلاوير، في بيان: “إن حقيقة بقائهم مفتوحين عندما كنا نعرض لهم ما يبدو أنه إجهاد، كانت غير متوقعة حقًا”.
على الرغم من أن النباتات كانت تدور بسرعات لا تزيد عن سرعة الدجاجة المشوية – والمعروفة أيضًا باسم لم تكن الجاذبية الصغرى حقيقية – إلا أنها كانت كافية لإرباك إحساسها بالاتجاه والتأثير على استجاباتها للضغوطات مثل البكتيريا.
وقال توتسلاين: “في الواقع، لم يكن المصنع يعرف أي اتجاه هو الأعلى أو الأسفل”. “كنا نوعًا ما نربك استجابتهم للجاذبية.”
استخدم الفريق أيضًا تجربته لاختبار استخدام “بكتيريا مساعدة” تسمى B. subtilis UD1022، والتي تستخدم لمساعدة نمو النبات والدفاع ضد المستعمرات البكتيرية.
وبدلاً من مساعدة النباتات على صد السالمونيلا في الجاذبية الصغرى، وجد الفريق أن UD1022 فشل في حماية النباتات، وهو ما قد يكون نتيجة لعدم قدرة البكتيريا على إثارة استجابة بيولوجية من شأنها أن تجعل النباتات تغلق ثغورها.
وقال هارش بايس، عضو الفريق وعالم الأحياء النباتية في جامعة ديلاوير، في البيان: “إن فشل UD1022 في إغلاق الثغور في ظل محاكاة الجاذبية الصغرى هو أمر مفاجئ ومثير للاهتمام ويفتح علبة أخرى من الديدان”. “أظن أن قدرة UD1022 على إبطال إغلاق الثغور في ظل محاكاة الجاذبية الصغرى قد تطغى على النبات وتجعل النبات وUD1022 غير قادرين على التواصل مع بعضهما البعض، مما يساعد السالمونيلا على غزو النبات.”
قصص ذات الصلة:
— تتبع محطة الفضاء الدولية: كيف وأين يمكن رؤيتها
– توقعات الطقس الفضائي للحصول على دفعة من المسبار الجديد على محطة الفضاء الدولية
– تجربة إطلاق النار في الفضاء قد تصل قريباً إلى القمر
ومع ذلك، لدى الفريق فكرة يمكن أن تساعد في تعويض خطر التلوث نتيجة لفتح النباتات لثغورها على نطاق أوسع في بيئات الجاذبية الصغرى.
وقال كنيل: “البدء بالبذور المعقمة هو وسيلة لتقليل مخاطر وجود الميكروبات على النباتات”. “ولكن بعد ذلك قد تكون الميكروبات موجودة في البيئة الفضائية ويمكنها الوصول إلى النباتات بهذه الطريقة.”
قد يكون البديل هو تعديل وراثة النباتات لمنعها من فتح ثغورها على نطاق أوسع أثناء وجودها في الفضاء في المقام الأول. يقوم العلماء في مختبر بايس بالفعل بتقييم أنواع مختلفة من الخس ذات الوراثة المتنوعة واختبار استجابتها للجاذبية الصغرى.
وقال بايس: “إذا وجدنا، على سبيل المثال، نوعًا يغلق ثغوره مقارنة بآخر اختبرناه بالفعل ويفتح ثغوره، فيمكننا أن نحاول مقارنة وراثة هذين الصنفين المختلفين”. “وهذا سيطرح علينا الكثير من الأسئلة فيما يتعلق بما يتغير.”
تم نشر بحث الفريق هذا الشهر على موقع Springer Scientific Reports.