Арабидопсис на Земле и в космосе

Резуховидка (либо резушка) Таля, популярная также как арабидопсис (лат. Arabidopsis thaliana, семейство Капустные) – однолетнее, изредка двухгодовое, цветковое травянистое растение, происходящее из регионов Евразии и Африки. Сейчас его можно повстречать фактически на всех материках и во всех погодных зонах, исключая зону нескончаемой мерзлоты. Обширно всераспространено как сорная культура на пустошах, обочинах дорог, жд насыпях, бросовых землях, на полях, в публичных садах и других открытых территориях с сухой, рыхловатой и относительно злачной песочной почвой. Нередко является пионером в освоении скалистых, песочных, известковых участков, также территорий с нарушенной средой обитания.

В первый раз арабидопсис был описан в 1577 году германским ботаником Йоханнесом Талом (1542 – 1583), который именовал его Pilosella siliquosa. А в 1753 году узнаваемый шведский учёный Карл Линней (1707 – 1778) переименовал это растение в честь Тала, после этого оно стало понятно как Arabis thaliana. Английский естествоиспытатель Чарльз Александр Джонс (1811 – 1874) в собственной пользующейся популярностью книжке «Flowers of the Field» упоминает об арабидопсисе как совсем незаметной культуре, состоящей из розетки неказистых, серовато-зелёных, время от времени с пурпуровым цветом по бокам зубчатых листьев и тонких, низких (5 – 30 см) ветвящихся стеблей.

Во время цветения на их образуются маленькие, 2 – 4 мм в поперечнике, белоснежные, четырёхлепестковые цветочки, собранные в щитковые верхушечные соцветия. В ночное время либо дождливую погоду соцветия наклоняются к земле, чтоб сохранить пыльцу от воды. Растение самоопыляемо на 99%. Может быть также и перекрестное опыление арабидопсиса одинокими пчелами, трипсами и другими маленькими насекомыми, но ввиду его жалких размеров практически не всераспространено.

Развитие, цветение культуры и созревание плодов происходит в большей степени в апреле – мае, но, как обычный полевой сорняк, арабодопсис может расти и в другое время. Его корневая система состоит из центрального стержневого корня, достигающего в глубину до 40 см, от которого образуются более тонкие и маленькие боковые. Корневая система вступает в симбиоз с определёнными представителями ризосферных микробов (Bacillus megaterium). Плод арабидопсиса представляет собой стручок длиной 5 – 20 мм, снутри которого находятся от 20 до 30 шт. маленьких (шириной около 1 мм и длиной 1 – 2 мм) семян цилиндрической формы.

Арабидопсис – обычный представитиель эфемеров, его маленький актуальный цикл продолжается около 6 – восьми недель. Другими словами за год растение может произвести до 8 поколений, каждое из которых образует более 1000 семян. Самое необычное свойство арабидопсиса заключается в том, что его геном – один из самых маленьких посреди цветочных растений и составляет всего 157 Мbp (млн. пар нуклеотидов ДНК), а количество пар хромосом равно 5 и содержит приблизительно 25 500 генов.

Беря во внимание при всем этом возможность выкармливания растения в небольшом, ограниченном пространстве, благодаря его маленьким размерам, арабидопсис представляет собой безупречный материал для исследовательских работ по исследованию генетической, клеточной и молекулярной биологии цветковых растений. Его просто можно растить в лабораторный критериях, используя чашечки Петри и ультрафиолетовое освещение. По популярности посреди молекулярных биологов и ученых-генетиков арабидопсис удачно конкурирует с дрозофилой фруктовой и домовой мышью, являясь их аналогом в растительном мире.

Ботаники и биологи занялись исследованием Arabis thaliana сначала 1900-х годов, а 1-ое систематическое описание мутирующих форм появилось в 1945 году. В 1956 году генетик Джоржд Редей представил в США это растение для генетических изысканий. Германский ботаник Фридрих Лайбах совместно со студентами продолжили исследования с этим растением в Европе, а ученый Джон Лангридж из Австралийского государственного института и германский ученый-агроном, генетик Герхард Рёбеллен также избрали в качестве объекта для исследования в собственных тезисных проектах арабидопсис.

В 1965 году, в Гёттингене (Германия) свершилась 1-ая интернациональная научная конференция по результатам исследования арабидопсиса. И уже с 1980-х годов растение обширно употребляется в исследовательских лабораториях в мире. Посреди вероятных претендентов на роль генетической модели, включавших такие культуры как кукуруза, табак и петуния, предпочтение было отдано арабидопсису Таля. Особенный фуррор растения в качестве генетического модельного объекта датируется 1986-м годом, когда была описана трансформация, связанная с Т-ДНК и получен 1-ый клонированный ген Arabis thaliana. Разные опыты с арабидопсисом привели к бессчетным открытиям в приобретении познаний о механизме увеличения стойкости растений к разным болезням.

Арабидопсис стал первым растением, чей геном был стопроцентно секвенирован, т. е. вполне определена последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК (2000 г.). Но, пожалуй, более умопомрачительный факт, связанный с этой культурой – это то, что арабидопсис оказался первым растением, выращенным в космосе, в критериях отсутствия гравитации. В 1982 году, на борту галлактической орбитальной станции «Салют-7» из привезенных с Земли семян арабидопсиса удалось получить настоящее растение, которое после цветения отдало новые семечки в количестве 200 шт. и стопроцентно окончило собственный актуальный цикл за период, равный 40 суткам.

Сейчас на Интернациональных орбитальных станциях Евро галлактического агентства длятся текущие исследования Arabis thaliana с целью исследования роста и размножения растений в критериях микрогравитации, их реакцию на световые и гравитационные причины. Эти новые познания посодействуют расширить способности и усовершенствовать технологии выкармливания разных культур, в т. ч. сельскохозяйственных, с целью увеличения их урожайности в критериях Земли и космоса.