Bilim İnsanları Uzaya Kenevir Tohumları Gönderiyor

23 Haziran Pazartesi günü , TSİ 21:00'den kısa bir süre sonra, birçoğu daha önce uzaya hiç gönderilmemiş yüzlerce tohum, mantar, yosun ve insan DNA örneği, SpaceX Falcon 9 roketiyle ilk yolculuklarına çıkacak.

Kaliforniya'daki Vandenberg Uzay Kuvvetleri Üssü'nden fırlatılan görev, bitki dokularını ve tohumlarını kutuplara yakın bir alçak Dünya yörüngesine gönderip geri getiren ilk görev olmayı umuyor; böylece bilim insanları, Dünya'nın kutuplarının çok yukarısında bulunan sert radyasyon seviyelerinin biyolojik sistemleri nasıl etkilediğini inceleyebilecek. Araştırmacılar, elde ettikleri bilgilerin bir gün uzay yolcularının diğer gezegenlerde ürün yetiştirmelerine yardımcı olabileceğini umuyor.

Örnekler, uzay tabanlı biyolojik araştırmalar konusunda uzmanlaşmış Sloven bir havacılık şirketi olan Genoplant Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilen MayaSat-1 adlı küçük bir biyolojik kuluçka makinesinde seyahat edecek. 500 kilometrenin üzerindeki bir rakımda, daha büyük bir kapsülün içinde bulunan kuluçka makinesi, Dünya'nın manyetik alanı nedeniyle Güneş tarafından yayılan yüklü parçacık konsantrasyonlarının yüksek olduğu Kuzey ve Güney kutuplarına yakın bölgeleri geçecek. Bu bölgelerden geçerken, Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) gibi ekvatorun etrafında benzer rakımlarda yörüngede olan nesnelerden 100 kata kadar daha fazla radyasyona maruz kalacak. Kapsül, atmosfere tekrar girmeden ve Pasifik Okyanusu'na iniş yapmadan önce yaklaşık üç saat süren bir görevde Dünya'nın etrafında üç kez dönecek. Her şey planlandığı gibi giderse, kuluçka makinesi Hawaii kıyılarından yaklaşık dokuz saat uzaklıktaki bir yerden alınacak ve gerçek keşfin başlayacağı Avrupa'ya geri gönderilecek.

Görevde numuneleri olan birkaç araştırma katılımcısı arasında, Slovenya'daki Research Nature Institute'daki ofisinden lansman canlı yayınını yakından takip edecek olan Božidar Radišič de var. Radišič ve ekibinin liderliğindeki Martian Grow projesi , dayanıklılıklarını test etmek ve potansiyel olarak evrimlerini hızlandırmak için MayaSat-1'de uzaya yaklaşık 150 kenevir tohumu gönderiyor. Ancak bu bir numara veya başka bir dünyadan yüksek bir noktaya ulaşma arayışı değil.

Çalışma hayatının çoğunu kenevir bitkisini incelemeye adamış olan Radišič, bunun uzay tarımı için eşsiz bir şekilde nitelikli olduğuna inanıyor. Hızlı büyüyor, iyi adapte oluyor ve binlerce yıldır tarımsal bir ürün. Radišič'e göre, bir noktada Mars'ta yaşam yetiştirmek istersek, bu onu ideal bir aday yapıyor. WIRED'a verdiği demeçte, "Er ya da geç, ay üslerimiz olacak ve çok yönlülüğüyle kenevir, bu projelere tedarik sağlamak için ideal bitkidir," diyor. "Gıda, protein, yapı malzemeleri, tekstil, kenevir, plastik ve ilaç kaynağı olabilir. Diğer birçok bitkinin bize bunların hepsini verdiğini sanmıyorum."

En çok THC ve CBD kanabinoidlerini üretmesiyle bilinen Cannabis Sativa L., birçoğu hala keşfedilmekte olan ve etkilerini tam olarak anlamadığımız yüzlerce farklı bileşik içerir. Bildiğimiz şey, dayanıklı bir bitki olduğudur ve UV ışığı ve radyasyon (gama ışınları gibi) gibi stres faktörleriyle iyi başa çıkmaktadır. Bunlar, Dünya'da yetiştirilmesine yardımcı olmak için kullanılır. Ayrıca Tibet'in yaylalarından Güneydoğu Asya ormanlarına ve Afganistan çöllerine kadar her türlü iklimde yetişmiştir ve kontrollü koşullarda yetiştirilebilir.

İngiltere'deki tıbbi kenevir üretim tesisi Hilltop Leaf'te bitki araştırmacısı ve yetiştirme başkanı olan Gary Yates, kenevirin çok yönlülüğünün onu uzay bitkisi için "önde gelen aday" yaptığını kabul ediyor. WIRED'a "Dayanıklılığı onu aşırı ortamlar için mükemmel kılıyor" diyor. "Büyük bir dayanıklılık gösterdi ve beklenmedik yerlerde yetişebiliyor. Çok fazla su talep etmiyor, düşük besinli topraklarda geliştiği biliniyor ve yerden toksinleri ve ağır metalleri uzaklaştırmak için fitoremediasyon potansiyeli gösterdi."

Önceki araştırmalar , mikro yerçekimi ve radyasyon gibi uzaydaki koşulların bitki genetiğini nasıl etkileyebileceğini vurgulamıştı ve Radišič'e göre bu, kenevir tohumlarını yörüngeye göndermenin temel nedenidir. "Asıl mesele, kozmik koşulların kenevir genetiğini nasıl ve etkileyip etkilemediğini keşfetmek ve bunu ancak birkaç nesil sonra öğrenebiliriz" diyor.

Purdue Üniversitesi'nde tarım ve biyoloji mühendisliği profesörü olan ve onlarca yıldır uzayda bitki büyümesini inceleyen D. Marshall Porterfield'a göre, uzay uçuşu sırasında radyasyona maruz kalmanın biyolojik materyaller üzerindeki etkisi önceki çalışmalarla "iyi anlaşılmıştır". "Rastgele mutasyonlara neden olur. Bu mutasyonlardan bazıları genleri açabilir, genleri kapatabilir, genleri devre dışı bırakabilir, tüm sinyal yollarını bozabilir" diye açıklıyor. "Sonuç olarak, biyolojik materyallerde, daha sonra tanımlanıp türetilebilecek yeni genetik olarak stabilize edilmiş mutasyonlara yol açabilecek değişken tepkiler elde edersiniz."

Radišič, uzay yolculuğunun kenevir üzerindeki etkilerini sorgulayan ilk kişi değil. Colorado Boulder Üniversitesi'nde bulunan bir grup da dahil olmak üzere işbirlikçi bir araştırma ekibi, 2019'da ISS'ye kenevir doku kültürleri gönderdi. Ancak, kozmik radyasyona ve mikro yerçekimine maruz kalmanın kenevir bitkisini nasıl etkilediğine dair hiçbir şey yayınlanmadı.

Ayrıca bitkileri daha önce çalışılandan daha yüksek radyasyon seviyelerine maruz bırakmak için çalışan tek araştırmacı da o değil. NASA'nın LEAF görevinde çalışan bilim insanlarından biri olan Porterfield (2027'de Artemis III ile aya gidecek bir ay bitki yetiştirme deneyi) radyasyona maruz kalmanın düşük Dünya yörüngesinin ötesindeki etkisi hakkında "neredeyse hiçbir şey" bilmediğimizi söylüyor. Radyasyondaki değişkenliğin bitkileri nasıl etkilediğini anlamak LEAF görevinin "kritik odak noktası" olacak.

"Son 30 yıldır alt yörüngede sıkışıp kaldık ve galaktik kozmik radyasyonun bulunduğu derin uzaya gitmek için ihtiyaç duyduğumuz temel araştırmaların çoğunu ilerletmedik," diyor. "Bu değişken radyasyon kaynağından bazı beklenmedik tepkiler olabilir. Bitkilerin bu radyasyon sorunlarına verdiği tepkiler, Ay'daki gelecekteki tarım sistemleri için önemli olacak."

MayaSat-1 geri döndüğünde, Radišič ve ekibi önümüzdeki iki yıl boyunca Slovenya'daki Ljubljana Üniversitesi Sağlık Bilimleri Fakültesi ile birlikte uzay tohumlarından nesiller boyu klonlar üretmek için çalışacak ve genetik değişiklikleri ve bitki adaptasyonlarını, "kanabinoid profillerindeki değişiklikler" de dahil olmak üzere inceleyecekler - bitkilerin ne kadar CBD, THC ve diğer bileşikler geliştirdiği. Çalışmalarının ikinci aşaması daha sonra Mars toprak koşullarının simüle edilmesini ve Dünya'da kontrollü düşük yerçekimli ortamlarda bitki yetiştirilmesini içerecek.

Çekya'daki Palacký Üniversitesi Olomouc ve Kudüs İbrani Üniversitesi'nde kimyager olan Lumír Ondřej Hanuš, 1970'lerden beri kenevir bitkisini inceliyor. Projede araştırma danışmanı olan Hanuš, tohumlar geri döndüğünde bilimsel araştırma için "birçok olasılık" olduğuna inanıyor.

Martian Grow ekibi, potansiyel genetik ve epigenetik değişikliklerin yanı sıra yaprak boyutu, klorofil içeriği, kök mimarisi, fotosentez oranları ve su kullanımı gibi yapısal ve fizyolojik değişiklikleri de araştıracak. Bitki hastalık gibi stres faktörlerine maruz kaldıktan sonra ne olduğunu inceleyecek ve yeni bileşiklerin tanımlanmasına yol açabilecek enzim hormonlarının ve ikincil metabolitlerin aktivitesini analiz edecekler.

Radišič, "Değişiklik olsun ya da olmasın, her iki sonuç da gelecek için önemli olacak, böylece uzay ortamında kenevir yetiştirmeyi öğreneceğiz" diye ekliyor.

Mars'ta kenevir yetiştirmeye veya herhangi bir bitki yetiştirmeye daha çok yolumuz var. Mikro yer çekimi, aşırı sıcaklıklar, besin eksikliği ve topraktaki toksinler yetiştirme için uygun koşullar yaratmıyor.

Genoplant CEO'su Petra Knaus, "Mars'taki ortama uyum sağlamamız ve bitkilerimizi yavaş yavaş hayatta kalmaları için uyarlamamız gerekecek," diyor. "Şimdilik, [bitkileri] yalnızca koşulların uyarlandığı kapalı sistemli bir kapta yetiştirmenin mümkün olacağına inanıyoruz." Genoplant, gelecekteki görevler için bu doğrultuda yeni bir uzay kapsülü geliştiriyor ve ilk yeniden giriş testini 2027'de gerçekleştirmeyi planlıyor. Bu kapsül araştırmacıların uzayda tohum yetiştirmelerini ve bunları birkaç yıl boyunca izlemelerini sağlayacak.

Kenevir uzay çağı için potansiyel olarak bir süper ürün olabilirken, Dünya'da hala ağırlıklı olarak eğlence amaçlı bir uyuşturucu olarak düşünülüyor (her ne kadar tıbbi amaçlar için yaygın olarak kullanılsa da), bu da düzenleyicilerin ve araştırmacıların bilimsel potansiyelini tam olarak kabul etmesini engelledi. Hanuš, projeden elde edilen bulguların, neye benzediklerine bakmaksızın, bu damganın bir kısmını ortadan kaldırabileceği ve bilimsel kabulünü hızlandırabileceği konusunda iyimser.

"İlginç sonuçlar yayınlanırsa, kenevir hakkındaki anlayışımızı hızlandırabilir," diyor. "İnsanlık uzaya çıkıp başka bir gezegende hayat kurmaya başlarsa büyük bir geleceği olacağını düşündüğüm çok önemli bir bitki."