İnsanoğlu yaptıkları çalışmalarla gelecekte uzayı yaşanacak bir yer olarak görmektedir. Günümüzde de en başta akla gelen yer Mars gezegenidir. Bu gezegenlerde insanın yaşayabilmesi için başta su ne kadar önemli görünse de, gıda ürünleri de bir o kadar önem taşımaktadır. Bu sebeple başta astronotlar olmak üzere, bilim insanları uzayda bitki yetiştirme çalışmaları başlatmıştır. Uluslararası uzay istasyonunda biyologlar farklı tür bitkiler yetiştirerek hem dünyamız için farklı bilgiler ediniyorlar, hem de gelecekte uzaya taşınacak insanlar için alternatif yöntemler üretiyorlar.
Uzayda Yürütülen Bitki Çalışmaları
Mars’ta yaşama uygun koşulları yaratmanın adımlarından biri de besin olarak kullanılmak üzere yetiştirilecek bitki türlerine karar vermek. Ancak uzayda bir şeyler yetiştirmek pek de kolay olmuyor. Her şeyden önce, bitkiler gelişip büyümek için Güneş ışınlarına, kök salabilmek için de yerçekimine ihtiyaç duyarlar.
Uzaydaki deneyler, Arabidopsis thaliana, yani fare kulağı teresi adlı bitkiye yoğunlaştırılarak yürütülüyor. Dünya’daki çeşitli araştırmalarda görüldüğü üzere, bitkiler yer çekimini hissedebilir. Bunu hücresel seviyede yapıyorlar ve bu hücreler köklerin ucundaki bölümlerde bulunuyor. Uzay istasyonundaki deneylerde, bitkilerdeki bu sürecin nasıl işlediği de araştırılıyor.
Biyologlar tarafından temel model olarak kullanılan fare kulağı teresi üzerinde deneyler yapan istasyon araştırmacıları, bitkinin sezebildiği minimum yer çekimi seviyesini belirleyerek (GRAVI-1) yer çekimsizlikteki tepkilerini ölçtü. Ve görüldü ki bitkinin hissedebildiği en düşük seviye zamanla daha da hassaslaşarak düşük yer çekimi koşullarına uyum sağlayabiliyor.
Bitki gelişiminde rol oynayan önemli etkenlerden biride hormonlardır. Değişen yer çekimine karşı gösterdikleri stres incelendiğinde, bu hormonların bitkinin davranışını nasıl ve ne ölçüde etkilediğinde görülebiliyor.
Gelecekte kuracağımız uzay seralarında hangi koşullara ihtiyaç duyacağımızı, içlerinde hangi bitkilerin yetişmesi gerektiğini gösteren bu bulgular gezegenimizdeki seralara da uygulanabilir. Daha sağlıklı sera koşullarının sağlanabilmesi ya da kısıtlı alanlar ve az ışık alan yerlerde ideal tarım şartlarının yaratılması, önümüzdeki 30 yıl içinde yaşanması beklenen gıda krizi karşısında gereken önlemleri almamıza yardımcı olacak.
1000’den Fazla Bitki Yetiştirildi
Dünya’nın etrafında dönen bir uzay laboratuvarı olan ISS (uluslararası uzay istasyonu), çok çeşitli konularda deneyler yapılmasına imkan veriyor. Çalışan astronotların periyodik olarak değiştiği istasyona, deney aletleri ve malzemeleri uzay araçları ile taşınıyor. Bugüne kadar Uluslararası Uzay İstasyonunda yapılan çalışmalar sayesinde çok sayıda bilimsel başarı elde edildi.
Yakın zamanlarda ISS’de (uluslararası uzay istasyonu) incelenen konulardan biri, bitkilerin ağırlıksız ortamlarda nasıl büyüdüğü. Uzay istasyonu’nda büyütülen 1000’den fazla bitki kasım ayının başında Dünya’ya getirildi. Wisconsin-Madison Üniversitesi’nin Botanik Bölümündeki laboratuvarlara götürülen bitkilerin incelenmesiyle ağırlıksız ortamdaki gen etkinlikleri ile ilgili bir veri tabanı oluşturulması planlanıyor. Bitkiler önce birkaç ay derin dondurucuda tutulacak, daha sonra ise RNA örnekleri alınarak yaklaşık 30.000 genin etkinlikleri ölçülecek. Şu an Uluslararası Uzay İstasyonu’nda; marul, pazı, turp, çin lahanası ve bezelye olmak üzere birçok sebze yetiştiriliyor.
Yetiştirilen Bitkilerde Işık Faktörü
Bitkiler için yer çekimi faktöründen sonra ışık da önemlidir. Uzay istasyonun içinden üretilen bitkiler güneş ışığından faydalanamadığı için, bilim insanları yapay ışıkları kullanmaktır. Hatta bu çalışmalar neticesinde hangi ışık rengi bir bitki daha faydalı olur diye deneyler de yapılmıştır.
Bitkilerin fotosentezi için farklı ışık renkleri denediler. Bu ışıklardan en yararlı olanı kırmızı renkte olduğunu deneylerle ispat ettiler. Farklı dalga boylarındaki ışığa verilen tepkileri de izlediler ve kırmızı ışığa karşı daha duyarlı olduğu ortaya çıktı.
Fitokrom, mavi renkli bir protein pigmentidir ve yaklaşık 125 kDa ağırlığındadır. Kırmızı ışıkla (650-680 nm) aktif hale geçen ve kızılötesi ışınlarla (710-740 nm) eski haline dönüş yapan bir proteindir. Bu protein ilk olarak çimlenen tohumlar üzerinde gözlemlenmiştir. Yapılan bir deneyde marul tohumunun kırmızı ışığa maruz bırakıldığında %100’e yakın çimlenme görülürken, kızılötesi ışığına maruz bırakıldığında ise bu çimlenme oranı sıfıra kadar inmiştir. Bu etki sıralı bonus veren casino siteleri olarak da denenmiştir. Örneğin; kırmızı-kızılötesi-kırmızı şeklinde yapılan deneyde çimlenme % 100’e yakın gerçekleşmiş olup; kırmızı-kızılötesi-kırmızı-kızılötesi şeklinde yapılan deneyde bu çimlenme oranı sıfıra kadar gerilemiştir. Yani bu iki ışıkla fitokromlar antigonostik (zıt) olarak çalışmaktadırlar.
Peki hangi renk ışık ne işe yarar?
- 380 nm – 390 nm aralığına denk gelen ultraviyole ışıklar, bitkilerin çiçeklenmesine rehberlik eder.
- 400 nm – 410 nm aralığına denk gelen viyole mavi renkli ışıklar, bitkinin yeşil yaprak gelişimini destekler.
- 440 nm – 460 nm aralığına denk gelen mavi ışık, kök büyümesini ve yeşil yaprak büyümesini destekler.
- 585 nm – 595 nm aralığına denk gelen sarı ışık, besin içeriğini ve eser elementleri arttırarak tadı iyileştirir.
- 600 nm – 610 nm aralığına denk gelen turuncu ışık, kök ve yaprak kalitesini arttırır, meyvenin tadını iyileştirir.
- 660 nm – 670 nm aralığına denk gelen kırmızı ışık, bitkinin fotosentezini ve fotoperiyodunu destekler.
- 730 nm – 840 nm aralığına denk gelen koyu kırmızı ışık ise, bitkinin büyüme ve çiçeklenme performansını dolayısıyla verimi arttırır.
Kaynakça
- www.popsci.com
- www.nasa.com
- www.bilimgenc.tubitak.com
- www.aydinlatma.com
