العلماء يؤكدون أن توفير الغذاء للمسافرين إلى الفضاء يعد أزمة كبيرة تواجههم

تستغرق الرحلة إلى المريخ على سبيل المثال أشهر عدّة، واستكشاف أعماق المجرة سيستغرق وقتا أطول بالتأكيد. لذا يعد توفير الغذاء للمسافرين إلى الفضاء، عقبة كبيرة تواجه كل من ينوي اقتحام أغوار الفضاء. كما يعتبر تخزين المواد الغذائية ليكفي أشهر عدّة في ظل القيود أمر صعب. وسيكون من الضروري زيادة الغذاء في الفضاء.

 وبما أن الظروف في الفضاء قاسية جدا بالمقارنة مع الأرض. لذا يجب أن تكون بذور النباتات في الفضاء قادرة على تحمل قدر كبير من الأشعة فوق البنفسجية، وتحمل انخفاض الضغط والجاذبية الصغرى. وفي عام 1946، أطلقت وكالة ناسا صاروخ V-2 يحمل بذور الذرة لمراقبة كيف أنها ستتأثر بالإشعاع. ومنذ ذلك الحين، علمت الأوساط العلمية الكثير عن آثار البيئة الفضائية على إنبات البذور، والتمثيل الغذائي، وعلم الوراثة، والكيمياء الحيوية، وحتى إنتاج البذور. 

وأجرى علماء الاستروبايولوجيات ديفيد تيبفر وسيدني ليتش، تحقيقا في كيفية عودة البذور إلى الأرض بعد قضاء فترات طويلة على محطة الفضاء الدولية. وكانت التجارب التي أجراها على بعثات إكسوس أطول بكثير من العديد من التجارب الأخرى، في محطة الفضاء الدولية.

 وعندما عادت البذور إلى الأرض، قام الباحثون بقياس معدلات إنباتهم - أي مدى سرعة خروج الجذور من معطف البذور. البذور التي كانت محمية في المختبر فعلت أفضل، مع أكثر من 90 في المائة منهم ينبت. ثم جاءت البذور التي تعرضت للأشعة فوق البنفسجية لمدة شهر واحد في المختبر، مع أفضل بنسبة 80 في المائة. وبالنسبة للبذور التي تنتقل إلى الفضاء، ينبت أكثر من 60 في المائة من البذور المحمية. 

ولم يكن هناك سوى 3 في المائة من البذور المعرضة للأشعة فوق البنفسجية. لم تنمو النباتات الـ 11 التي تنمو من كل من النوع البري والبذور المعدلة وراثيا بعد زرعها في التربة. ومع ذلك، أظهرت مصانع التبغ انخفاض النمو ولكن معدل النمو تعافى في الأجيال اللاحقة. التبغ لديه معطف البذور أكثر بكثير وجينوم أكثر عن الحاجة، والتي قد تفسر ميزتها البقاء على قيد الحياة الظاهري.

وعندما ربط الباحثون الجينات المقاومة للمضادات الحيوية في البكتيريا، وجدوا أنها لا تزال تعمل بعد رحلتها إلى الفضاء. هذه النتيجة تشير إلى أنه ليس الضرر الجيني الذي يجعل هذه البذور أقل قابلية للحياة. وعزا تيبفر و ليتش انخفاض معدل الإنبات إلى تلف جزيئات أخرى في البذور إلى جانب الحمض النووي - مثل البروتينات.الجينوم الزائدة عن الحاجة أو آليات إصلاح الحمض النووي المضمنة لن تتغلب على هذا الضرر، مما يفسر لماذا لم تنجح نباتات الأربيدوبسيس في زرعها. في التجارب الأرضية، وجد الباحثون أن الضرر الإشعاع يعتمد على الجرعة - والمزيد من الإشعاع البذور الواردة، والأسوأ من معدل إنباتهم.

ويمكن لهذه الاكتشافات أن تسترشد بالاتجاهات المستقبلية للبحث في مجال الزراعة الفضائية. قد ينظر العلماء في الهندسة الوراثية للبذور لإضافة حماية للآلات الخلوية الحرجة لتخليق البروتين، مثل الريبوسومات. وسيحتاج البحث المستقبلي أيضا إلى استكشاف المزيد من الطريقة التي تنبت بها البذور المخزونة في الفضاء في الجاذبية الصغرى، وليس على الأرض. 
ويضيف الباحثون إلى معرفة كيفية تأثير الفضاء على النباتات وبذورها، يمكننا الاستمرار في اتخاذ الخطوات اللازمة لإنتاج الغذاء في الفضاء. وستكون خطوة حاسمة نحو المستعمرات المستدامة التي يمكن البقاء على قيد الحياة خارج حدود مريحة من الغلاف الحيوي للأرض.