Растения и космос: влияние факторов космического полета на развитие некоторых высших растений

Весной 2013 года в новостях мы услышали что: «С космодрома Байконур произведён успешный пуск ракеты космического назначения «Союз-2.1а», которая вывела на орбиту научный космический аппарат «БИОН-М» № 1, созданный на Самарском предприятии «ЦСКБ-Прогресс» для проведения исследований по биологии».

Мама нам рассказала, что на этом аппарате в космос отправились и семена растений. Эти семена были предоставлены кафедрой фармакогнозии с ботаникой и основами фитотерапии Самарского государственного медицинского университета, на которой работает наша мама. Нам стало интересно, как пребывание в космосе может повлиять на растительные объекты.

После завершения полета нами были проведены исследования в параллельных экспериментах («космические» образцы, «земные» образцы) с семенами мелиссы лекарственной и плодами расторопши пятнистой по определению всхожести семян, их прорастания (в лабораторных условиях), величине надземной фитомассы резвившихся побегов в полевых условиях.

В ходе послеполетных экспериментов было установлено, что сроки появления проростков для «космических» образцов и в последующем сроки формирования первого истинного листа были сокращены по сравнению с «земными» образцами обоих изучаемых видов растений. При развитии в открытом грунте для мелиссы лекарственной обнаружен интересный факт: все изучаемые «космические» образцы семян на стадии раннего (в рассаде) и полного вегетационного развития (в грунте) показали крупнолиственность, которую можно оценить как увеличение размеров листовой пластинки по сравнению с «земными» экземплярами растений. Кроме того, листья «космических» образцов имели более темный цвет, по сравнению с «земными» образцами.

Рассмотрев листья мелиссы про микроскопом мы увидели, что у «космических» и «земных» образцов было характерное опушение листовой пластинки. Однако, у «космических» образцов оно было меньше.

В отношении «космических» образцов расторопши пятнистой примечателен также тот факт, что существенное увеличение (более чем в 1,5 раза) размера листовых пластинок при внешнем сохранении формы, цвета, края и других внешних признаков листа у растений наблюдалось еще на ранних стадиях формирование розеток, а также в последующем − при формировании соцветий.

Соцветия «космических» образцов отличались более ранним созреванием, большими размерами.

В 2014 году был осуществлен эксперимент «Флора-М» как продолжение исследований начатых на «Бионе-М». Актуальность исследования обусловлена получением новых данных по влиянию условий микрогравитации и других факторов космического полета на физиологическое состояние, параметры всхожести и дальнейшее развитие лекарственных растений.

Мы продолжили свои исследования летом 2015 года. Нами были проведены исследования в параллельных экспериментах («космические» образцы, «земные» образцы) с плодами расторопши пятнистой по определению всхожести семян, их прорастания, величине надземной фитомассы резвившихся побегов в полевых условиях. Причем «космические» образцы были трех видов:

• 
  находящиеся внутри спускаемого аппарата;
  
• 
  находящиеся внутри спускаемого аппарата в научной аппаратуре «Гипомагнестат» (обеспечивающей исключение влияния магнитного поля Земли);
  
• 
  находящиеся в автономной научной аппаратуре снаружи СА
  

Образцы, экспонированные на «внешней аппаратуре» в условиях открытого грунта, показали значительное замедление в развитии и к концу вегетационного периода отличались низкорослостью и, при сохранении пропорций, маленьким размером цветка и невызревшими семенами.

Проведенные нами исследования показали, что факторы космического полета могут оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на развитие растений.

Возможно, в будущих межпланетных полётах можно будет получать свежую растительную биомассу в качестве пищевой добавки и использовать растения для кондиционирования воздушной среды и психологической разгрузки экипажей.