Генетически измененные земные растения будут светить с Марса

Сообщение Университета Флориды

Опубликовано в Spaceflight Now 5 мая 2001 г.

Это похоже на рассказ из научно-фантастического журнала 50-х годов: группа ученых из Университета Флориды (UF) генетически модифицировала небольшое растение так, что оно сможет посылать информацию с Марса самым необычным способом - излучением "сверхъестественного" флуоресцентного свечения.

Если все пойдет, как запланировано, 10 разновидностей этого растения могут совершить путешествие к "красной планете" во время миссии стоимостью 300 миллионов долларов, которая намечена на 2007 год.

Эксперимент с растениями, который финансируется в размере $290,000 программой Исследований и освоения космоса людьми (Human Exploration and Development in Space program) NASA, возможно, станет первым шагом к преобразованию Марса, чтобы сделать его пригодным для жизни людей, сказал Роб Ферл (Rob Ferl), заместитель директора по Биотехнологической программе в UF.

Ферл и команда молекулярных биологов выбрала своим объектом горчичное растение Arabidopsis. Это сделано потому, сказал Ферл, что три свойства делают его идеально подходящим для марсианской миссии: его максимальная высота 8 дюймов, его жизненный цикл всего один месяц и его геном полностью расшифрован. В декабре 2000 года оно стало первым растением, генетическая последовательность которого была полностью определена.

Для создания свечения исследователи введут в несколько разновидностей растения "гены-репортеры", которые будут проявлять себя излучением зеленого света во враждебных марсианских условиях. Каждый такой ген будет реагировать на воздействия внешней среды, такие как сухость воздуха, интоксикацию или температуру. Например, один вид будет светиться ярким зеленым светом, если он обнаружит избыток тяжелых металлов в марсианской почве; другой будет излучать голубой свет в присутствии пероксидов.

Фактически, один из "генов-репортеров" сам по себе является пришельцем из другого мира - из глубин океана.

"Светиться голубым светом растению позволяет протеин, полученный из светящейся медузы, ДНК которой внедрена в горчичное растение," сказал Ферл. "Имплантированная ДНК затем синтезирует радужный голубой протеин в растении, который проявляет себя при внешнем воздействии."

Команда Ферла, в сотрудничестве с Эндрю Шергером (Andrew Schuerger), руководителем марсианских проектов в Dynamac Corp. Космического центра имени Кеннеди, соревнуется с другими биологами в получении контракта NASA на путешествие к Марсу.

Оба они, являясь профессорами в Институте питания и сельскохозяйственных наук UF, работали с NASA и раньше. В 1999 году Ферл послал 40 растений с "генами-репортерами" на орбиту на борту "спэйс шаттла". В этом полете гравитация оказала неблагоприятное воздействие на способность растений усваивать воду, вызвав так называемый "синдром космической адаптации".

Ученые используют этот опыт для создания более подходящих растений.

"Как и люди, растения должны научиться приспосабливаться к новым условиям," сказал Ферл. "Мы используем генетику для создания растений, способных дать нам сведения, с помощью которых мы сможем помочь им выжить."

Марсианская экспедиция продолжительностью 2,5 года - девять месяцев путешествия протяженностью 286 миллионов миль (460 млн км) в каждый конец и один год на планете - могла бы выглядеть так. Семена растения совершили бы путешествие на борту космического аппарата, подобного КА Mars Odyssey NASA, который был запущен 7 апреля. По прибытии, робот посадочного аппарата зачерпнул бы ковш марсианской почвы, и ученые проанализировали бы ее, используя робот и специальную камеру. После добавления в почву удобрений, буферов и питательных веществ ученые прорастят семена и вырастят растения в миниатюрной теплице на посадочном аппарате.

Хотя биологи мало знают о чужой почве, с которой предстоит работать, они оптимистично относятся к эксперименту.

"Я уверен, что мы сможем вырастить растения, если будем знать уровни pH и окисляющие агенты в марсианской почве," сказал Шергер. "Мы протестируем почву до выращивания, а затем увеличим или уменьшим pH, промоем избыток солей и добавим питательные вещества в необходимом количестве."

Что касается долговременных планов, Ферл и Шергер вместе работают над концепцией, называемой "терраформированием" или "экосинтезом", который использовал бы растения для уменьшения количества углекислого газа в марсианской атмосфере и производства кислорода для жизненных процессов. Хотя растения генетически сконструированы для определения, а затем и приспособления к определенным неблагоприятным воздействиям внешней среды, терраформирование столкнется с дополнительными препятствиями.

Шергер сказал, что на Марсе перепад дневных температур составляет от 45 градусов Фаренгейта (+7°C) в полдень до минус 170 градусов (-112°C) ночью. А также влажность на планете составляет 0.3 процента, что чрезвычайно мало.

Но Ферл, Шергер и другие члены команды готовы держать пари.

"У меня нет сомнений, что мы сможем получить растения, способные выжить на Марсе," сказал Ферл. "Когда мы сделаем это, мы докажем, что развившаяся на Земле жизнь способна процветать на удаленных мирах, и создадим платформу для их колонизации человеком."

Перевод: V.B.

"Марсианское время", общественный сетевой журнал, 20 мая 2001