گیاهانی که به مریخ می روند
نويسنده:علی پزشکی
اضطراب گاهي مي‌تواند كمك‌كننده باشد. اضطراب به شما هشدار مي‌دهد كه شايد خطري تهديدتان ميكند و يا شايد اشتباهي روي داده است. همچنين باعث به راه افتادن سيگنال‌هايي مي‌شود كه بدن را در حالت آماده‌باش قرار مي‌دهد. هر چند كه اين اضطراب‌هاي گاه و بيگاه مي‌توانند زندگي انسانها را نجات دهند، اما اضطراب مداوم آسيب‌هایی جدی به دنبال خواهد داشت. هورمون‌هايي كه بدن شما را به صورت ناگهاني براي مقابله با خطر آماده مي‌سازند، در صورتي كه براي مدت طولاني در بدن جريان داشته باشند مي‌توانند به بسياري از دستگاه‌ها نظير مغز و سيستم ايمني صدمه بزنند. گياهان مانند انسانها دچار اضطراب نمي‌شوند؛ اما آنها نيز در مقابل استرس آسيب‌پذيرند و به شيوه‌اي مشابه با آن رو در رومي‌شوند. توليد مي‌كنند كه به ساير قسمتهاي گياه اعلام خطر ميكند. بر اساس چشم‌انداز اكتشاف فضا، انسانها در دهه‌هاي آينده به مريخ خواهند رفت و در آنجا به كاوش خواهند پرداخت. شرايط سفر به مريخ و بعد مسافت دانشمندان مهاجر را ناگزير مي‌نمايد گياهان را نيز با خود ببرند. گياهان غذا و اكسيژن توليد مي‌كنند و همدم و يادگاري سبز از خانه هستند. شرايط موجود در مريخ، مانند سرماي شديد، خشكي، فشار كم هوا، و خصوصيات متفاوت خاك، گياهان را با استرس زيادي مواجه ميكند. اما وندي باس، متخصص فيزيولوژي گياهي، و امي گروندن، ميكروب شناس از دانشگاه كاروليناي شمالي بر اين باورند كه گياهاني را پرورش داده‌اند كه قادر به زندگي در اين شرايط سخت مي‌باشند. راه‌حل عبارت است از مديريت استرس: شايد از شنيدن اين نكته تعجب كنيد كه در حال حاضر موجوداتي در زمين وجود دارند كه در شرايطي شبيه مريخ زندگي مي‌كنند. البته آنها گياه نيستند بلكه نمونه‌هايي از ابتدايي‌ترين اشكال حيات در زمين هستند؛ ميكروب‌هايي كهن كه در اعماق اقيانوسها، يا زير يخهاي قطبي زندگي مي‌كنند.
باس و گروندن اميدوارند تا با قرض‌گرفتن برخي ژنها از اين ميكروب‌هاي سخت‌زي، بتوانند گياهاني با قابليت زندگي در مريخ توليد كنند. اولين ژنهايي كه آنها استخراج كردند، ژنهايي هستند كه توانايي گياهان در مقابله با استرس را افزايش مي‌دهند. گياهان معمولي غالباً روشهايي را براي خنثي كردن سوپراكسيد دارا هستند، اما پژوهشگران بر اين باورند كه روشي كه ميكروبي به نام پيروكوكوس فوريوسوس بكار مي‌برد، ممكن است كارايي بيشتري داشته باشد. اين ميكروب در دهانه‌هاي آتشفشاني بسيار داغ در اعماق اقيانوس زندگي ميكند. اما به صورت متناوب با فوران‌ها به آبهاي سرد دريايي وارد مي‌شود. بنابراين بر خلاف سيستم خنثي سازي گياهان، اين سيستم در پيروكوكوس در محدوده خارق‌العاده 100 درجه سانتيگراد اختلاف حرارت عمل ميكند. اين نوسان مشابه چيزي است كه گياهان در يك گلخانه مريخي با آن روبرو مي‌شوند. در حال حاضر پژوهشگران ژن پيروكوكوس را داخل گياهي كوچك و با رشد سريع به نام آرابيدوپسيس نموده‌اند. باس مي‌گويد " حالا ما اولين جوانه را داريم. ما آنها را پرورش مي‌دهيم و دانه‌ها را استخراج مي‌كنيم تا نسل‌هاي دوم و سوم را توليد كنيم." در يكسال و نيم تا دو سال آينده آنها اميدوارند كه گياهاني را با دو نسخه از ژن جديد داشته باشند. در آن هنگام بررسي عملكرد ژنها امكان‌پذير مي‌شود: آيا آنها آنزيمهايي خاص با وظايف مشخص را مي‌سازند، آيا آنها واقعاً به بقاي گياه كمك مي‌كنند، و يا حتي موجب آسيب رساندن به آن مي‌شوند. در ادامه، آنها اميدوارند كه ژنهاي ديگري را نيز از ميكروب‌هاي سخت‌زي استخراج كنند؛ ژنهايي كه گياه را در مقابل خشكي، سرما، فشار هواي كم، و امثالهم مقاوم مي‌سازند. مطمئناً هدف تنها توليد گياهاني با توانايي بقا در مريخ نيست.
موفقيت اصلي اين است كه اين گياهان به رشد و نمو خود ادامه دهند يعني محصول توليد كنند، در فرآيند بازيابي پسماندها نقش داشته باشند و به توليد اكسيژن در خانه جديد كمك كنند. به قول باس "چيزي كه ما از يك گلخانه در مريخ مي‌خواهيم پرورش و تقويت گياهان در يك محيط با شرايط مرزي است." گروندن عقيده دارد كه اين شرايط حقيقتاً پرتنش هستند. اغلب گياهان تا حدودي غير فعال مي‌شوند، يعني رشد و توليد مثل متوقف مي‌شوند و تمام فعاليت‌هاي گياه تنها بر ادامه بقا متمركز مي‌شوند. باس و گروندن اميدوارند كه با وارد كردن ژنهاي ميكروبي به گياهان بتوانند وضعيت را تغيير دهند. گروندن مي‌گويد "با استفاده از اين ژنها، ما در حقيقت گياه را فريب مي‌دهيم زيرا گياه قادر نيست كه اين ژنها را مانند ژنهاي خودش تنظيم كند. ما اميدواريم كه از اين راه توانايي گياه در خاموش كردن بعضي فعاليتها را دور بزنيم." اگر باس و گروندن موفق شوند، كار آنها زندگي بسياري از افرادي كه روي زمين و در محيط‌هاي با شرايط سخت ساكن هستند، را نيز تغيير خواهد داد. باس مي‌گويد " در بسياري از كشورهاي جهان سوم، اگر هنگامي كه خشكسالي فرا مي‌رسد تنها يك تا دو هفته ديگر بتوانيد درو را عقب بياندازيد،به اين معنا خواهد بود كه ميزان محصول لازم براي گذراندن زمستان را خواهيد داشت.
اگر ما بتوانيم مقاومت به خشكي يا سرما را افزايش بدهيم، دوره محصل‌دهي طولاني‌تر مي‌شود و اين موضوع بر زندگي انسان‌هاي بيشماري تأثير خواهد گذاشت." اين دو دانشمند تأكيد دارند كه پروژه طولاني در پيش دارند. "يكسال و نيم به طول خواهد انجاميد تا ما بتوانيم گياهاني حاوي ژن داشته باشيم كه بتوانيم روي آنها آزمايش انجام دهيم." مدت زمان طولاني‌تري لازم خواهد بود تا مثلاً گياه گوجه‌فرنگي سرمازي و خشكي‌زي در مريخ و يا حتي صحراي داكوتا داشته باشيم. اما گروندن و باس معتقدند كه اين كاري است كه سرانجام به نتيجه خواهد رسيد. گروندن مي‌گويد " گنجينه غني از ميكروب‌هاي سخت‌زي وجود دارد. بنابراين اگر يكي مؤثر واقع نشد، مي‌توانيد به سراغ ديگري برويد تا در نهايت به آنچه مورد نظرتان است برسيد."امي هم با باس هم عقيده است "اين گنجينه واقعاً بسيار غني و همچنين بسيار هيجان‌انگيز است."
باس و گروندن اميدوارند تا با قرض‌گرفتن برخي ژنها از اين ميكروب‌هاي سخت‌زي، بتوانند گياهاني با قابليت زندگي در مريخ توليد كنند. اولين ژنهايي كه آنها استخراج كردند، ژنهايي هستند كه توانايي گياهان در مقابله با استرس را افزايش مي‌دهند. گياهان معمولي غالباً روشهايي را براي خنثي كردن سوپراكسيد دارا هستند، اما پژوهشگران بر اين باورند كه روشي كه ميكروبي به نام پيروكوكوس فوريوسوس بكار مي‌برد، ممكن است كارايي بيشتري داشته باشد. اين ميكروب در دهانه‌هاي آتشفشاني بسيار داغ در اعماق اقيانوس زندگي ميكند. اما به صورت متناوب با فوران‌ها به آبهاي سرد دريايي وارد مي‌شود. بنابراين بر خلاف سيستم خنثي سازي گياهان، اين سيستم در پيروكوكوس در محدوده خارق‌العاده 100 درجه سانتيگراد اختلاف حرارت عمل ميكند. اين نوسان مشابه چيزي است كه گياهان در يك گلخانه مريخي با آن روبرو مي‌شوند. در حال حاضر پژوهشگران ژن پيروكوكوس را داخل گياهي كوچك و با رشد سريع به نام آرابيدوپسيس نموده‌اند. باس مي‌گويد " حالا ما اولين جوانه را داريم. ما آنها را پرورش مي‌دهيم و دانه‌ها را استخراج مي‌كنيم تا نسل‌هاي دوم و سوم را توليد كنيم." در يكسال و نيم تا دو سال آينده آنها اميدوارند كه گياهاني را با دو نسخه از ژن جديد داشته باشند. در آن هنگام بررسي عملكرد ژنها امكان‌پذير مي‌شود: آيا آنها آنزيمهايي خاص با وظايف مشخص را مي‌سازند، آيا آنها واقعاً به بقاي گياه كمك مي‌كنند، و يا حتي موجب آسيب رساندن به آن مي‌شوند. در ادامه، آنها اميدوارند كه ژنهاي ديگري را نيز از ميكروب‌هاي سخت‌زي استخراج كنند؛ ژنهايي كه گياه را در مقابل خشكي، سرما، فشار هواي كم، و امثالهم مقاوم مي‌سازند. مطمئناً هدف تنها توليد گياهاني با توانايي بقا در مريخ نيست.
موفقيت اصلي اين است كه اين گياهان به رشد و نمو خود ادامه دهند يعني محصول توليد كنند، در فرآيند بازيابي پسماندها نقش داشته باشند و به توليد اكسيژن در خانه جديد كمك كنند. به قول باس "چيزي كه ما از يك گلخانه در مريخ مي‌خواهيم پرورش و تقويت گياهان در يك محيط با شرايط مرزي است." گروندن عقيده دارد كه اين شرايط حقيقتاً پرتنش هستند. اغلب گياهان تا حدودي غير فعال مي‌شوند، يعني رشد و توليد مثل متوقف مي‌شوند و تمام فعاليت‌هاي گياه تنها بر ادامه بقا متمركز مي‌شوند. باس و گروندن اميدوارند كه با وارد كردن ژنهاي ميكروبي به گياهان بتوانند وضعيت را تغيير دهند. گروندن مي‌گويد "با استفاده از اين ژنها، ما در حقيقت گياه را فريب مي‌دهيم زيرا گياه قادر نيست كه اين ژنها را مانند ژنهاي خودش تنظيم كند. ما اميدواريم كه از اين راه توانايي گياه در خاموش كردن بعضي فعاليتها را دور بزنيم." اگر باس و گروندن موفق شوند، كار آنها زندگي بسياري از افرادي كه روي زمين و در محيط‌هاي با شرايط سخت ساكن هستند، را نيز تغيير خواهد داد. باس مي‌گويد " در بسياري از كشورهاي جهان سوم، اگر هنگامي كه خشكسالي فرا مي‌رسد تنها يك تا دو هفته ديگر بتوانيد درو را عقب بياندازيد،به اين معنا خواهد بود كه ميزان محصول لازم براي گذراندن زمستان را خواهيد داشت.
اگر ما بتوانيم مقاومت به خشكي يا سرما را افزايش بدهيم، دوره محصل‌دهي طولاني‌تر مي‌شود و اين موضوع بر زندگي انسان‌هاي بيشماري تأثير خواهد گذاشت." اين دو دانشمند تأكيد دارند كه پروژه طولاني در پيش دارند. "يكسال و نيم به طول خواهد انجاميد تا ما بتوانيم گياهاني حاوي ژن داشته باشيم كه بتوانيم روي آنها آزمايش انجام دهيم." مدت زمان طولاني‌تري لازم خواهد بود تا مثلاً گياه گوجه‌فرنگي سرمازي و خشكي‌زي در مريخ و يا حتي صحراي داكوتا داشته باشيم. اما گروندن و باس معتقدند كه اين كاري است كه سرانجام به نتيجه خواهد رسيد. گروندن مي‌گويد " گنجينه غني از ميكروب‌هاي سخت‌زي وجود دارد. بنابراين اگر يكي مؤثر واقع نشد، مي‌توانيد به سراغ ديگري برويد تا در نهايت به آنچه مورد نظرتان است برسيد."امي هم با باس هم عقيده است "اين گنجينه واقعاً بسيار غني و همچنين بسيار هيجان‌انگيز است."
