Wie wächst ein Garten im Weltraum?

vor 5 Jahren
• Categories: Umwelt-Klima-Energie

Botaniker aus aller Welt stellen sich diese Frage, die auch in namhaften Organisationen wie der Botanischen Gesellschaft Amerikas heiß diskutiert wird. Das Wissen darum, wie Pflanzen auf die Einwirkung der Schwerelosigkeit reagieren, ist für zukünftige Raumflüge zu weit entfernten Planeten von immenser Bedeutung. Mit der Bereitstellung frischer Lebensmittel könnte nachhaltig für die gesunde Ernährung der Weltraumreisenden gesorgt werden. Die Botaniker nutzen zur Forschung zwei erprobte Methoden: RNA-Seq sowie Microarray. Damit kann analysiert werden, welche Gene im Pflanzengewebe, insbesondere in der Wurzelspitze, exprimiert werden; das sogenannte Transkriptom. Die ersten Ergebnisse zeigen, wie sich Pflanzen an die Schwerelosigkeit anpassen. Weiteres Ziel ist es, einen Leitfaden zu entwickeln, der auch die erfolgreiche Anpflanzung von Obst sowie Gemüsen auf Planeten mit nicht erdähnlicher Gravität ermöglicht.

Der Weg der botanischen Forschung im All

Gelingt es ertragreiche Pflanzen im Weltraum aufzuziehen, könnten zuerst Astronauten in erdnahen Umlaufbahnen die gefriergetrocknete Astronautennahrung mit erntefrischen Salaten ergänzen. Fest steht derzeit, dass die Mikrogravitationsumgebung im Weltraum das Pflanzenwachstum auf eine Weise beeinflußt, die wir gerade erst beginnen zu verstehen. Derzeit scheint es ein gangbarer Weg zu sein, transkriptomische Ansätze zu verwenden. Die Forscher erhoffen sich auf diesem Wege besser zu verstehen, wie die einzelnen Pflanzenorgane auf die Verhältnisse im Weltraum reagieren.

Mit Hightech Blattsalate wachsen lassen

RNA-Seq- und Microarray-Chips sind zwei Methoden zur Analyse, welche Gene in einem bestimmten Gewebe exprimiert werden. Beide Techniken quantifizieren mRNA-Transkripte, also das Molekül zwischen Genen und denjenigen Proteinen, für die diese Gene kodieren werden. Dieses Verfahren liefert eine Fülle von Informationen darüber, wie ein Organismus auf Umweltsignale reagiert. Besonderer Vorteil dabei ist, dass sowohl RNA-Seq- als auch Microarray-Chips für die Verwendung mikroskopisch kleiner Gewebeproben angepasst werden können. Dieser Vorzug ist im Hinblick auf die Kosten von Bedeutung, denn Experimente im Weltraum sind extrem kostspielig.

Forschungsergebnisse auch auf der Erde nutzbringend

Diese ausgefeilte Technik der Transkriptomik wird auch verwendet, um festzustellen wie verschiedene Gewebe im selben Organismus auf denselben Reiz reagieren. Dabei steht insbesondere die Wurzelspitze von Pflanzen im Fokus, die allgemein als Gehirn einer jeden Fauna angesehen wird. Erstaunlich dabei ist, dass in diese hochtechnologische Forschung auch die Erfahrungen von verschiedenen Pflanzenexperten außerhalb wissenschaftlicher Berufe einfließen. Zu diesem Kreis gehören Bauern und Plantagenbetreiber ebenso, wie versierte Spezialisten aus dem Garten- und Landschaftsbau. Das Forscherteam erhofft sich durch diese Zusammenarbeit, auch die Anbaumethoden auf Mutter Erde positiv zu beeinflussen. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Ertrag und den Pflanzenkrankheiten.

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Bild von beate bachmann auf Pixabay