Почему выращенная в космосе зелень может убить астронавтов

Люди уже давно выращивают растения не только на Земле, но и в космосе. На борту Международной космической станции есть оранжереи, внутри которых астронавты пробуют выращивать салат, сою, ячмень, редис, картофель, перец и многие другие продукты питания. Эксперименты проходят хорошо — благодаря правильному освещению, наличию влаги и удобрений, растения растут и дают свои плоды.
В будущем, когда люди начнут летать на Луну, Марс и другие планеты, навыки выращивания растений в космосе не дадут им умереть с голода. Однако, недавно ученые провели эксперимент и выяснили, что выращенные в космосе растения могут быть заражены бактериями, которые вызывают смертельно опасные болезни. Если во время космического путешествия астронавты серьезно заболеют, без профессиональной помощи они могут умереть.


Выращенный в космосе салат сохраняет свою пользу, но в него запросто могут проникнуть опасные бактерии

Изучение растений в космосе

Результаты научной работы, которая была проведена исследователями из Университета Делавэра, были опубликованы в научном журнале Scientific Reports. В рамках исследования, ученые поставили себе цель выяснить, как невесомость влияет на способность растений защищаться от опасных для здоровья людей бактерий.



Схематичное изображение самого простого клиностата

Чтобы проверить это, они использовали клиностат. Этот прибор часто используется в опытах по изучению физиологии растений для устранения некоторых факторов окружающей среды. В рамках этого эксперимента ученые провернули несколько хитрых трюков с вращением, чтобы выращиваемые в лаборатории салаты оказались в условиях без гравитации. При этом, на листья растений были помещены штаммы возбудителя брюшного тифа — бактерии Salmonella enterica.



Считается, что ежегодно в мире брюшным тифом заражаются до 21 миллиона человек

Что происходит с растениями в космосе

Ученые с удивлением обнаружили, что в условиях невесомости устьица на листьях растений раскрываются. Речь идет о крошечных отверстиях, которые необходимы для того, чтобы они могли дышать. Также устьица защищают растения от бактерий но, как оказалось, не в космосе — из-за отсутствия гравитации, возбудители брюшного тифа запросто проникли в листья.


Красными точками показано, как патогены проникали в листья растений

Для чистоты эксперимента, авторы научной работы попробовали нанести на листья штаммы более безопасных бактерий. Как и ожидалось, они тоже без проблем оказались внутри растений. Исходя из этого был сделан вывод, что условиях космоса механизм защиты растений от опасных патогенов перестает работать.
Тот факт, что устьица оставались открытыми, когда мы подвергали их стрессу, был действительно неожиданным, — поделился один из авторов научной работы Ной Тотслайн.

Неожиданная причина смерти в космосе

В 2020 году ученые говорили, что выращенный в космосе салат полностью безопасен для людей. Более того, он сохранял почти все свои полезные свойства — считается, что он полезен для зрения и богат защищающими нас от окислительного стресса антиоксидантами. Однако космический салат не имеет защиты от смертельно опасных бактерий, что вполне может привести к катастрофе.
Можно представить ситуацию, в которой астронавты летят на Марс. Это может занять 260 дней, в течение которых астронавты всегда будут рисковать заразиться от растений брюшным тифом или другой смертельно опасной болезнью. При отсутствии медицинской помощи, экипаж космического корабля за эти 8,5 месяцев запросто может погибнуть.



Заражение любой болезнью в космосе может привести к катастрофе

На борту МКС и в открытом космосе полно разнообразных бактерий, среди которых есть как безобидные, так и опасные. Например, в 2021 году члены экипажа нашли на верхней панели исследовательской станции, в куполе и даже на обеденном столе штаммы бактерий, один из которых оказался совершенно новым для науки. А в 2017 году бактерии были обнаружены на внешней стороне российского сегмента МКС — к счастью они тоже оказались безвредными.
То, что ученые обнаружили слабость выращенных в невесомости растений, это очень хорошая новость. Теперь, перед отправкой людей в космос с семенами растений для пропитания, ученым необходимо разработать способ их защиты от бактерий. Скорее всего, они смогут вырастить генетически модифицированные варианты салата и другой растительности, в которых устранена найденная слабость.