Nieuw onderzoek toont aan dat seks in de ruimte ook voor planten niet vanzelfsprekend is. Veranderingen in de zwaartekracht tasten het voortplantingssucces van planten aan, zo blijkt.
“Wetenschappers wisten altijd al dat mensen, dieren en planten geëvolueerd zijn in een reactie op de aardse zwaartekracht en dat zij in staat zijn om die zwaartekracht waar te nemen,” vertelt onderzoeker Anja Geitmann, verbonden aan de universiteit van Montreal. “Wat we nu aan het ontdekken zijn, is hoe de processen die in de cellen van mensen en planten plaatsvinden aangetast worden door hyperzwaartekracht (een zwaartekracht groter dan op aarde, red.) die we vinden op grotere planeten of microzwaartekracht (een zwaartekracht kleiner dan op aarde, red.) zoals aan boord van ruimtevaartuigen.”
Centrifuge
Om te achterhalen hoe planten op veranderingen in de zwaartekracht reageren, plaatsten de onderzoekers pollen in een centrifuge. Met behulp van een camera hielden ze in realtime in de gaten hoe de cellen zich in de centrifuge ontwikkelden. “We kozen voor pollen, de dragers van de mannelijke spermacellen, omdat ze een belangrijke rol spelen in de voortplanting van planten en in de landbouw en omdat ze uitzonderlijk snel groeien,” vertelt onderzoeker Youssef Chebli. “Dat betekende dat we de effecten van hyperzwaartekracht in enkele seconden konden zien plaatsvinden.”
Het voortplantingsorgaan
Wanneer een plant zich wil voortplanten, moet deze een mannelijk voortplantingsorgaan vormen. “Net als tijdens de menselijke voortplanting worden de spermacellen van planten bij het eitje gebracht met behulp van een cilindervormig gereedschap,” legt Geitmann uit. In planten bestaat dit cilindervormige gereedschap uit één cel en tijdens de ‘aflevering’ komen slechts twee spermacellen vrij. De totstandkoming van het cilindervormige gereedschap is een bouwproject waarvoor bouwmaterialen moeten worden aangevoerd. Net als steden, beschikken planten daarvoor over ‘fabrieken’ (organellen) en snelwegen tussen deze ‘fabrieken’ waarover geproduceerde materialen en energie verplaatst kunnen worden. Wat de onderzoekers nu hebben ontdekt, is dat het transport van materialen die nodig zijn om het voortplantingsorgaan in planten te laten groeien en functioneren door veranderingen in de zwaartekracht wordt verstoord. “We ontdekten dat intracellulaire vervoersstromen door hyperzwaartekracht worden aangetast,” stelt Geitmann.
Resultaat
Heel concreet resulteert dat soms in kleinere voortplantingsorganen. Zo bleek de diameter van de pollen onder microzwaartekracht tot wel acht procent kleiner te zijn dan normaal. Door toedoen van hyperzwaartekracht werden de pollen juist weer veel breder.
Het onderzoek heeft meerdere implicaties, zo stellen de onderzoekers in het blad PLoS ONE. Zo lijkt het erop dat er nog heel wat onderzoek nodig is voordat we dat tuintje op Mars of een kas in een ruimtevaartuig werkelijkheid kunnen laten worden. We zullen op zoek moeten naar planten die zich het minst van de veranderingen in zwaartekracht aantrekken. Maar het onderzoek heeft meer implicaties. “Onze resultaten geven nieuwe inzichten in hoe het leven op aarde ontstond en zijn ook belangrijk als het gaat om de menselijke gezondheid, aangezien een verkeersopstopping op de snelwegen (in en tussen cellen, red.) ook in menselijke cellen voor kan komen en kan leiden tot kanker en ziekten zoals Alzheimer.”
