Space botany in Lithuania. II. Study on root gravity sensing during satellite “Bion- 11” flight / Kosminė botanika Lietuvoje. II. Šaknų gravitacijos jutimo tyrimas palydovo „Bion-11“ skrydžio metu

Abstract

Abstract This paper addresses the space experiments performed on board of the unmanned satellite “Bion-11” in 1997. To detail root gravity sensing in stimulus-free microgravity environment, researchers from the Institute of Botany developed an automatically operating centrifuge “Neris-8” to grow garden cress seedlings and to chemically fix them at the end of the experiments. There was examined behaviour of gravity sensors - amyloplasts within cap cells of roots responding to stimulation by artificial fractional gravity. The static of amyloplasts was determined in roots after continuous growth for 25 h in microgravity, 0.005, 0.02, 0.1 and 1-g environment. The movement kinetics of amyloplasts was studied in roots during the exposition to microgravity after 24-h growth in 1-g environment or conversely. Quantitative study on the patterns of positioning and movement of plastids was performed by light microscopy. The results obtained led us to detail a mode of gravity sensing by roots in which the interactions between moving amyloplasts, cytoplasm and cytoskeleton were discussed. Abstraktus Straipsnis skirtas kosminiams eksperimentams, atliktiems 1997 metais nepilotuojamame palydove „Bion-11“. Šaknų gravitacijos jutimo tyrimui nesvarumo (mikrogravitacijos) sąlygomis Botanikos instituto mokslininkai sukūrė ir panaudojo autonominę centrifugą „Neris-8“ sėjamosios pipirnės sėklų sudrėkinimui, daigų auginimui ir cheminei fiksacijai skrydžio metu. Atlikta kiekybinė gravitacijos jutiklių - amiloplastų elgsenos analizė šaknų, reaguojančių į dirginimą skirtingo dydžio imituota gravitacija, kolumelės ląstelėse (statocituose) šviesinės mikroskopijos metodu. Amiloplastų statika vertinta 25 val. mikrogravitacijos ir 0,005 g, 0,02 g, 0,01 g ir 1 g sąlygomis augusių šaknų statocituose. Amiloplastų judėjimo kinetika analizuota šaknyse, kurios 24 val. augo 1 g aplinkoje ir buvo perkeltos į mikrogravitacijos sąlygas arba priešingai. Gauti duomenys apie amiloplastų statiką ir kinetiką sėjamosios pipirnės šaknų statocituose, veikiant skirtingo dydžio dirbtinei gravitacijai kosminio skrydžio sąlygomis, suteikė pagrindą šaknų gravitacijos jutimo hipotezės detalizavimui.