Kosminė botanika
Lietuvos botanikų kosminio skrydžio sąlygomis atlikti gravitacinės augalų fiziologijos eksperimentai jau tampa mokslo istorijos objektu. Jie geriau yra suprantami visos šios mokslo srities ištakų ir idėjų vystymosi kontekste. Kam prireikė botanikos specialistams imtis techniniu ir logistiniu požiūriu sudėtingos ir net rizikingos veiklos, kai buvo galima darbuotis įprastomis laboratorinėmis sąlygomis, kaip tai ir darė dauguma panašaus profilio mokslininkų?
Atsakymas paprastas: jeigu atsiranda bent mažiausia galimybė atlikti tobulesnį eksperimentą, negu prieš tai buvęs, mokslininko prievolė – tokią galimybę išnaudoti. Svarbiausias bandymas, kurio idėją jau seniai buvo suformulavę gravitacinės biologijos tyrėjai, bet kuris vis dar nebuvo atliktas, turėjo du variantus: 1) organizmo (augalo) struktūra ir funkcijos veikiant įprasto dydžio sunkio jėgai (1G) ir 2) organizmo struktūra ir funkcijos nesant sunkio jėgos (0G). Realizuoti šią idėją tapo įmanoma tik kosminio skrydžio sąlygomis. Buvo tikimasi, kad atlikus eksperimentus kosmose, atsiras galimybė naujai pažvelgti į visą teorinių prielaidų ir eksperimentinių duomenų visumą, kuri kaupėsi jau nuo XVII šimtmečio.
Augalai ir gravitacija
Samprata, kad gravitacija (sunkio jėga) gali turėti įtakos gyviems organizmams, formavosi Galilėjui pradėjus svarstyti apie kūnų mechaninio panašumo principus, o Niutonui paskelbus visuotinės traukos dėsnius. Vėliau šios idėjos įgavo labiau apibrėžtą kiekybinę išraišką, kuriant biologinio panašumo teoriją (Thompson, 1917, Huxley, 1932, Hill, 1950, Stahl, 1961). Ši teorija, be viso kito, siejo šiuolaikinių organizmų fizines (linijiniai parametrai, kūno paviršiaus plotas, tūris, masė) bei fiziologines (metabolizmo intensyvumas) savybes su gravitacijos poveikiu (Dyuldin, 1976, Schmidt-Nielsen K., 1984). Visa tai sudarė pagrindą prielaidai, kad sunkio jėga – pastoviausias aplinkos veiksnys – turi reikšmės ne tik individualiam organizmo vystymuisi, bet ir evoliucinei gyvojo pasaulio raidai.
Pastarosios idėjos naudai liudijo ir A. Merkio atliktos augalų filogenetinio vystymosi analizės rezultatai (Merkys, 1976). Manoma, kad dėl gravitacijos poveikio formavosi poliškos struktūros. Jos vėliau virto gravisensorine sistema, turinčia didelę įtaką augalų aktyvios erdvinės orientacijos galimybėms.
Ši sistema formavosi pačiuose ankstyviausiuose eukariotų filogenezės etapuose, nes ne tik žaliųjų, bet ir raudonųjų bei rudųjų dumblių, o taip pat grybų atstovams jau būdingas gravitropinis jautrumas. Augalams įsitvirtinant sausumoje, gravitacija turėjo įtakos anatominiams ir morfologiniams persitvarkymams ląstelių, atskirų audinių ir viso organizmo lygmenyje.
Gravitacijos įtaka
Apibendrindamas iki praėjusio šimtmečio 60-ųjų metų atliktų tyrimų duomenis apie gravitacijos reikšmę augalams, žymus morfologas Sinotas (Sinnott, 1960) neatmetė galimybės, kad ši jėga lemia bendrą augalų augimo pobūdį ir turi įtakos jų formai.
Jo nuomone, sunkio jėga laikytina ne tik kaip organizmų, tarp jų – ir augalų, filogenezę lėmusiu veiksniu. Ji laikytina ir kaip jėgą, aktyviai veikianti šiuolaikinių organizmų kai kurias morfologines ir fiziologines savybes.
Jeigu organizmas filogenetinio vystymosi eigoje adaptavo savo struktūrą ir funkcijas pastovaus dydžio (1G) ir krypties (nukreiptos į Žemės centrą) sąlygoms, tuomet biologinių pokyčių gali atsirasti tiek organizmui pakeitus savo įprastą padėtį gravitacinės jėgos krypties atžvilgiu, tiek ir padidinus ar sumažinus šios jėgos amplitudę, lyginant su įprasta 1G.
Kokiomis metodinėmis priemonėmis naudojamasi, siekiant ištirti augalų sąveiką su gravitacija, parodo žemiau pateikta schema. Akivaizdu, kad įprastomis laboratorinėmis sąlygomis nėra kliūčių įvertinti sunkio jėgos poveikį. Keičiama augalo padėtis sunkio jėgos veikimo krypties atžvilgiu. Augalui yra sukeliamas sukeliant gravitropinis dirginimas. Atliekami bandymai augalą auginti apvertus 180º (inversija).
Sulaukėm papildyto teksto apie Kosminės augalų biologijos tyrimai Lietuvoje