Studimi i ri thotë se nuk është një zgjedhje e shëndetshme

Marule dhe perime të tjera me gjethe jeshile janë pjesë e një diete të shëndetshme dhe të ekuilibruar – edhe për astronautët në një mision.

Kanë kaluar më shumë se tre vjet që kur Administrata Kombëtare e Aeronautikës dhe Hapësirës e bëri marulen e rritur në hapësirë ​​një artikull në menunë për astronautët në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës . Krahas ushqimeve të tyre të ushqimit hapësinor të tortilave me miell dhe kafesë pluhur, astronautët mund të hanë një sallatë, të rritur nga dhomat e kontrollit në bordin e ISS që përbëjnë temperaturën ideale, sasinë e ujit dhe dritën që bimët kanë nevojë për t’u pjekur.

Por ka një problem. Stacioni Ndërkombëtar i Hapësirës ka shumë baktere dhe kërpudha patogjene. Shumë nga këto mikrobe që shkaktojnë sëmundje në ISS janë shumë agresive dhe mund të kolonizojnë lehtësisht indet e maruleve dhe bimëve të tjera. Sapo njerëzit hanë marule që është e tejkaluar nga E. coli ose Salmonella, ata mund të sëmuren.

Me miliarda dollarë që derdhen çdo vit në eksplorimin e hapësirës nga NASA dhe kompani private si SpaceX, disa studiues janë të shqetësuar se një shpërthim i sëmundjes ushqimore në bordin e Stacionit Ndërkombëtar të Hapësirës mund të prishë një mision.

Në kërkimin e ri të publikuar në Scientific Reports dhe në npj Microgravity , studiuesit e Universitetit të Delaware rritën marule në kushte që imitonin mjedisin pa peshë në bordin e Stacionit Ndërkombëtar të Hapësirës. Bimët janë mjeshtra të ndjesisë së gravitetit dhe përdorin rrënjët për ta gjetur atë. Bimët e rritura në UD u ekspozuan ndaj mikrogravitetit të simuluar me anë të rrotullimit. Studiuesit zbuluan se ato bimë nën mikrogravitetin e prodhuar ishin në fakt më të prirura ndaj infeksioneve nga një patogjen njerëzor, Salmonella.

Stomata, poret e vogla në gjethe dhe kërcell që bimët përdorin për të marrë frymë, normalisht afër për të mbrojtur një bimë kur ajo ndjen një stresor, si bakteret, afër, tha Noah Totsline, një student i Departamentit të Shkencave të Bimëve dhe Tokës në UD, i cili mbaroi diplomimin. program në dhjetor. Kur studiuesit shtuan baktere në marule nën simulimin e tyre të mikrogravitetit, ata zbuluan se zarzavatet me gjethe hapën stomatat e tyre gjerësisht në vend që t’i mbyllnin ato.

“Fakti që ata qëndronin të hapur kur ne po u prezantonim atyre atë që do të dukej si një stres ishte vërtet i papritur,” tha Totsline.

Totsline, autori kryesor i të dy punimeve, punoi me profesorin e biologjisë së bimëve Harsh Bais si dhe profesorin e sigurisë së ushqimit mikrobik Kali Kniel dhe Chandran Sabanayagam të Institutit të Bioteknologjisë në Delaware. Ekipi hulumtues përdori një pajisje të quajtur klinostat për të rrotulluar bimët me shpejtësinë e një pule rotisserie në një rrotullues.

“Në fakt, uzina nuk do ta dinte se cila drejtim ishte lart apo poshtë,” tha Totsline. “Ne po e ngatërronim përgjigjen e tyre ndaj gravitetit.”

Nuk ishte mikrograviteti i vërtetë, tha Totsline, por ai e bëri punën për të ndihmuar bimët të humbnin ndjenjën e tyre të drejtimit. Në fund të fundit, studiuesit zbuluan se duket se Salmonella mund të pushtojë indet e gjetheve më lehtë në kushte të simuluara të mikrogravitetit sesa mundet në kushte tipike në Tokë.

Për më tepër, Bais dhe studiues të tjerë të UD-së kanë treguar përdorimin e një bakteri ndihmës të quajtur B. subtilis UD1022 në promovimin e rritjes dhe përshtatshmërisë së bimëve kundër patogjenëve ose faktorëve të tjerë stresues si thatësira.

Ata shtuan UD1022 në simulimin e mikrogravitetit që në Tokë mund të mbrojë bimët nga Salmonella, duke menduar se mund t’i ndihmojë bimët të shmangin Salmonellën në mikrogravitet.

Në vend të kësaj, ata zbuluan se bakteri në fakt dështoi në mbrojtjen e bimëve në kushte të ngjashme me hapësirën, gjë që mund të rrjedhë nga paaftësia e baktereve për të shkaktuar një përgjigje biokimike që do ta detyronte një bimë të mbyllte stomatën e saj.

“Dështimi i UD1022 për të mbyllur stomatat nën mikrogravitetin e simuluar është befasues dhe interesant dhe hap një tjetër kuti krimbash,” tha Bais. “Unë dyshoj se aftësia e UD1022 për të mohuar mbylljen e stomatave nën simulimin e mikrogravitetit mund të pushtojë bimën dhe ta bëjë bimën dhe UD1022 të paaftë të komunikojnë me njëri-tjetrin, duke ndihmuar Salmonellën të pushtojë një bimë.”

Mikrobet janë kudo. Këto mikrobe janë mbi ne, mbi kafshët, mbi ushqimin që hamë dhe në mjedis.

Pra, natyrisht, profesori i sigurisë së ushqimit mikrobial të UD, Kali Kniel, tha se kudo që të jenë njerëzit, ekziston një potencial që patogjenët bakterial të bashkëjetojnë.

Sipas NASA-s, rreth shtatë njerëz në të njëjtën kohë jetojnë dhe punojnë në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës .

Nuk është ambienti më i ngushtë – pothuajse aq i madh sa një shtëpi me gjashtë dhoma gjumi – por është ende lloji i vendit ku mikrobet mund të bëjnë kërdi.

“Ne duhet të jemi të përgatitur dhe të reduktojmë rreziqet në hapësirë ​​për ata që jetojnë tani në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës dhe për ata që mund të jetojnë atje në të ardhmen,” tha Kniel. “Është e rëndësishme të kuptojmë më mirë se si patogjenët bakterial reagojnë ndaj mikrogravitetit në mënyrë që të zhvillohen strategji të përshtatshme zbutëse.”

Kniel dhe Bais kanë një histori të gjatë të bashkimit të fushave të tyre të sigurisë së ushqimit mikrobial dhe biologjisë së bimëve për të studiuar patogjenët njerëzorë në bimë.

“Për të zhvilluar më së miri mënyra për të reduktuar rreziqet që lidhen me ndotjen e zarzavateve me gjethe dhe mallrave të tjera të prodhimit, ne duhet të kuptojmë më mirë ndërveprimet midis patogjenëve njerëzorë në bimët e rritura në hapësirë,” tha Kniel. “Dhe mënyra më e mirë për ta bërë këtë është me një qasje multidisiplinare.”

Mund të kalojë pak kohë para se njerëzit të mund të jetojnë në Hënë ose Mars, por hulumtimi UD ka disa ndikime të mëdha potenciale për bashkëjetesën e hapësirës së jashtme.

Sipas një raporti të Kombeve të Bashkuara , Toka mund të jetë shtëpia e 9.7 miliardë njerëzve në vitin 2050 dhe 10.4 miliardë njerëzve në vitin 2100.

Për më tepër, Bais, profesori i biologjisë së bimëve në UD, tha se masat e sigurisë ushqimore dhe të sigurisë ushqimore janë tashmë në kulmin e tyre në të gjithë botën. Me humbjen e tokës bujqësore me kalimin e kohës për të rritur ushqimin, “njerëzit së shpejti do të mendojnë seriozisht për hapësirat alternative të banimit,” tha ai. “Këto nuk janë më trillime.”

Dhe me sa duket më shpesh, Qendrat për Kontrollin dhe Parandalimin e Sëmundjeve ose Administrata Amerikane e Ushqimit dhe Barnave do të lëshojnë një tërheqje për disa marule në Tokë, duke u thënë njerëzve që të mos e hanë atë për shkak të rrezikut të E. coli ose Salmonella.

Me zarzavatet me gjethe që janë ushqimi i zgjedhur për shumë astronautë dhe të lehta për t’u rritur në mjedise të brendshme, si p.sh. një mjedis hidroponik në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës, ​​Bais tha se është e rëndësishme të sigurohemi që ato zarzavate të jenë gjithmonë të sigurta për t’u ngrënë.

“Ju nuk dëshironi që i gjithë misioni të dështojë vetëm për shkak të një shpërthimi të sigurisë ushqimore,” tha Bais.

Zgjidhje: fara të sterilizuara dhe gjenetikë të përmirësuar

Pra, nëse bimët hapin stomatat e tyre më gjerë në një mjedis mikrograviteti dhe lejojnë bakteret të hyjnë lehtësisht, çfarë mund të bëhet?

Rezulton se përgjigja nuk është aq e thjeshtë.

“Fillimi me farat e sterilizuara është një mënyrë për të reduktuar rreziqet e shfaqjes së mikrobeve në bimë,” tha Kniel. “Por atëherë mikrobet mund të jenë në mjedisin hapësinor dhe mund të hyjnë në bimë në atë mënyrë.”

Bais tha se shkencëtarët mund të kenë nevojë të modifikojnë gjenetikën e bimëve për t’i parandaluar ato të hapin stomatat e tyre më gjerë në hapësirë. Laboratori i tij tashmë po merr varietete të ndryshme marule që kanë gjenetikë të ndryshme dhe po i vlerëson ato nën mikrogravitetin e simuluar.

“Nëse, për shembull, gjejmë një që mbyll stomatat e tyre në krahasim me një tjetër që kemi testuar tashmë që hap stomatat e tyre, atëherë mund të përpiqemi të krahasojmë gjenetikën e këtyre dy kultivarëve të ndryshëm,” tha Bais. “Kjo do të na japë shumë pyetje në lidhje me atë që po ndryshon.”

Çdo përgjigje që ata gjejnë mund të ndihmojë në parandalimin e problemeve të ardhshme me sallatën me raketë.