В Самарском университете им. Королёва сформирован отряд семян-космонавтов. Специалисты Ботанического сада университета отобрали партию семян редких растений, которые отправятся в космос для участия в эксперименте на борту орбитальной лаборатории "Бион-М" № 2.
Отбор проводился по итогам тщательного исследования состояния здоровья семян – их буквально просвечивали насквозь и рассматривали под микроскопом. В число отобранных для полета вошли и "потомки" тех растений, которые были выращены в Ботаническом саду университета из семян, уже летавших в космос в 2013 году на борту первого аппарата "Бион-М". По итогам нового полета ученые должны оценить, как пребывание на орбите повлияет на всхожесть семян и послеполетное развитие всходов, а также попробуют проанализировать эффект повторяющегося воздействия космических факторов на поколения растений. Запуск орбитальной лаборатории запланирован на вторую половину 2024 года.
- По результатам лабораторных исследований для отправки в космос отобраны образцы семян 20 редких растений, занесенных в Красные книги Российской Федерации и Самарской области. Буквально каждый "кандидат", каждое семя было пристально изучено нами при помощи мягколучевой рентгенографии, и мы полностью уверены, что на орбиту отправится максимально качественный семенной материал, - рассказала Елена Каюрова, агроном отдела флоры Ботанического сада Самарского университета им. Королёва.
Отбор в "отряд космонавтов" проводился в научно-исследовательской лаборатории "Инновационные методы изучения и сохранения биологического разнообразия" Естественнонаучного института Самарского университета им. Королёва. В числе отобранных к полету оказались, например, семена таких растений, как володушка золотистая, тюльпан Шренка, пион тонколистный, лазурник трехлопастной, мак прицветниковый, качим жигулевский, асфоделина крымская, прострел обыкновенный, катран сердцелистный и некоторые других виды краснокнижных редких растений.
В космическую партию также вошли семена двух растений, которые были выращены из семян, летавших на первом "Бионе-М" в 2013 году и благополучно давших всходы по возвращении на Землю, – это семена гвоздики Андржеевского и льна многолетнего. На орбиту отправятся "внуки космонавтов", то есть семена этих растений во втором поколении.
- Мы не гонимся за числом изучаемых видов растений, главное будет провести качественное дальнейшее изучение последствий пребывания семян на орбите. Поэтому отобранные 20 видов вполне удовлетворяют наш запрос на поставленные цели и задачи. Нужно не забывать, что, помимо опытной группы растений, которая полетит в космос, были отобраны и семена для контрольной и лабораторной группы исследований – они как "дублеры" останутся на Земле. Так что в итоге после полета мы будем пристально изучать и исследовать не 20 групп семян, вернувшихся с орбиты, а в три раза больше – 60 групп. Это будет очень кропотливая и продолжительная работа, так как некоторые виды имеют очень длительный период развития от семени до взрослого плодоносящего растения. К таким видам относятся, например, катран татарский, катран сердцелистный и пион тонколистный. Поэтому нами и было принято решение остановиться в итоге на 20 исследуемых видах, этого будет вполне достаточно, - отметила Елена Каюрова.
Семена у различных видов растений совершенно разные по размерам, поэтому при отборе видов растений ученые ориентировались в том числе и на объем, который займут потенциальные "космонавты". Для размещения семян на борту "Биона-М" № 2 предусмотрен специальный мини-отсек размерами 16х16х10 см, а в качестве коллективных "скафандров" будут, вероятно, использоваться грипперы – полиэтиленовые пакетики с застежкой "зип-лок".
- Семена имеют разные размеры – от 1 мм, как у наперстянки крупноцветковой, до 8 мм у катранов. Поэтому чем крупнее семя, тем меньшее количество экземпляров этого вида в итоге мы отобрали для эксперимента. Сейчас все отобранные семена хранятся в университете в семенной лаборатории в холодильнике при температуре +5 градусов. Это оптимальные условия для длительного хранения семян, поэтому можно не переживать об их сохранности. Когда завершатся все предполетные испытания аппарата "Бион-М" № 2, мы передадим семена коллегам-конструкторам для последующего размещения на борту. Сделаем мы это, скорее всего, непосредственно за несколько дней до планируемой даты запуска орбитальной лаборатории, - подчеркнула Елена Каюрова.
За многолетнюю историю освоения космоса семена различных растений не раз оказывались на орбите. Идею выращивать растения в космосе выдвинул еще основоположник современной космонавтики Константин Циолковский, а в 1960 году вместе с Белкой и Стрелкой на борту корабля "Спутник-5" отправились в космос не только 40 безымянных мышей, но и семена лука, гороха, пшеницы и кукурузы. В настоящее время космическими огородами и грядками на орбите уже никого не удивить – в космосе давно и успешно выращивают салатную капусту и горох, пшеницу и редис и другие съедобные растения.
Уникальность эксперимента самарских ученых в том, что объектом исследования выбраны семена не сельскохозяйственных культур, а растений природной флоры, тем более редких видов, к тому же часть из них являются "потомками" семян, уже побывавших в космосе. Редкие растения природной флоры физиологически более чувствительны к изменениям окружающей среды, нежели устойчивые виды сельскохозяйственных растений, способных выдержать и засуху, и заморозки, и насекомых-вредителей. Именно поэтому редкие растения природной флоры, как та сказочная принцесса на горошине, смогут гораздо ярче, сильнее показать влияние факторов космического полета.
Полевые опыты, проведенные с семенами после полета первого "Биона-М" в 2013 году, показали, что на ряд видов растений космос оказал несомненно стимулирующее влияние – грунтовая всхожесть семян у этих растений составила 70-80 % по сравнению с 30-50 % всхожести для семян, не летавших в космос. Кроме того, в группах растений-космонавтов отмечались необычно крупные экземпляры, заметно опережавшие по развитию растения из контрольной группы.
- Подобные эксперименты с семенами в космосе дают возможность получить новую фундаментальную информацию, новые знания в области космической биологии. Кто знает, может, в отдаленном будущем такие исследования позволят решить глобальную проблему вымирания растений на Земле или помогут создать зеленый оазис на какой-нибудь другой планете, или же благодаря полученным знаниям на орбите когда-нибудь появится космическое хранилище семян, защищенное от земных катаклизмов. Будущее покажет, - подытожила Елена Каюрова.
Справка
Самарский университет им. Королёва - участник национального проекта "Наука и университеты".
"Бион" – серия отечественных космических аппаратов для проведения биологических исследований. С 1973 по 1996 год в космос было выведено 11 спутников данной серии, в космосе побывали несколько десятков видов биообъектов – одноклеточные организмы, растения, насекомые, рыбы, амфибии, черепахи, крысы, обезьяны. В апреле 2013 года был запущен первый модернизированный биологический спутник "Бион-М". В состав "экипажа" вошли мыши, песчанки, гекконы, улитки, ракообразные, рыбы и различные микроорганизмы.
По данным из открытых источников, орбитальную лабораторию "Бион-М" № 2 планируется запустить в сентябре 2024 года. В космос на месяц должны отправиться мыши, мухи-дрозофилы, грибы, бактерии, клеточные ткани. Основной целью научной программы в проекте "Бион-М" № 2 станет исследование биологического воздействия невесомости и высокого уровня космической радиации на живые организмы на системном, органном, клеточном и молекулярном уровнях. Полет будет проходить на высокоширотной орбите высотой около 400 км. Планируется, что именно на такой орбите будет располагаться Российская орбитальная станция (РОС), и полет космической лаборатории "Бион-М" № 2 с живыми организмами на борту поможет, в том числе, комплексно оценить безопасность работы на РОС.
