Исследование влияния факторов космического полета на развитие некоторых лекарственных растений

На сегодняшний момент одной из важных задач биологических экспериментов в космических полетах является всестороннее исследование параметров жизнедеятельности высших растений, подвергавшихся влиянию факторов космического полета с целью решения некоторых фундаментальных вопросов фитохимии и морфологии лекарственных растений [1, 2]. Помимо возможности изучения указанных теоретических вопросов, биологические эксперименты в космических полетах вносят существенный вклад в решение практических задач современной фармакогнозии, а именно, изучение возможности развития высших лекарственных растений в ходе длительных космических полетов, динамики накопления и активности их действующих веществ. С целью получения новых данных по влиянию условий микрогравитации и других факторов космического полета на химический состав, физиологическое состояние (на примере двух видов – расторопши пятнистой и мелиссы лекарственной) был осуществлен эксперимент

«Флора-М» на космическом аппарате «ФОТОН-4». Объекты были размещены внутри спускаемого аппарата в научной аппаратуре (НА) «Флора-М», НА «Гипомагнестат» (обеспечивающей исключение влияния магнитного поля Земли), а также в условиях открытого космического пространства [4].

Цель настоящей работы - изучение развития взрослых особей растений расторопши пятнистой ( Silybum marianum (L.) Gaertn) и мелиссы лекарственной ( Melissa offi cinalis L.) из семян, подвергшихся факторам космического полета.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования служили: плоды и надземная часть расторопши пятнистой ( Silybum marianum (L.) Gaertn), семена и надземная часть мелиссы лекарственной ( Melissa offi cinalis L.) [3].

Материалы и методы. Для изучения морфолого-анатомических признаков растительных объектов использовано специальное оборудование для микроскопии (электронный микроскоп «Motic DM111» и цифровой стереоскопический микроскоп «Motic DM-39С-N9GО-А»).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В ходе предыдущего эксперимента были исследованы показатели всхожести и энергии прорастания плодов и семян мелиссы лекарственной и , подвергнувшихся влиянию факторов космического полета. В результате выполненных исследований было определено, что более высокая энергия прорастании, т.е. одновременность и дружность появления всходов и для «космических», и для «земных» образцов наблюдается для плодов расторопши пятнистой по сравнению с семенами мелиссы лекарственной. По результатам текущего эксперимента наименьшей энер- гией прорастания в грунте обладают образцы, экспонированные на внешней аппаратуре КА «ФОТОН-4».

Таким образом, по основным показателям всхожести и энергии прорастания семян лидируют образцы, пребывавшие «внутри спускаемого аппарата», что позволяет сделать вывод об отсутствии отрицательного влияния факторов космического полета на семена исследуемых растений.

После оценки параметров выживаемости семян, в ходе развития из рассады, наилучшие результаты продемонстрировали молодые растения расторопши пятнистой (рис. 1), выросшие из плодов, находившихся в условиях «внутри спускаемого аппарата».

Затем молодые растения, достигшие ста- дии четвертого листа, были высажены в грунт (27.05.2015).

В ходе наблюдений за растениями в грунте были выявлены следующие особенности. Все изучаемые образцы (рис. 2), выросшие из плодов расторопши, находившихся в условиях отсутствия гравитации и внутри спускаемого аппарата, на стадии раннего (в рассаде) и полного вегетационного развития (в грунте) показали крупнолиственность.

Кроме того, образцы из модуля «гипомагни-тат» отличались еще и значительным увеличением длины цветоноса, по сравнению с другими космическими образцами и образцами из синхронного эксперимента. Образцы, экспонированные на «внешней аппаратуре» в условиях откры-

Образцы,

Образцы,

Образцы            Образцы,

экспонированные в модуле экспонированные в модуле«внутри синхронного эксперимента

экспонированные на «внешней

эксперимента

экспонированные в модуле «гипомагнестат»

экспонированные в модуле «внутри спускаемого аппарата»

экспонированные на «внешней аппаратуре»

Рис. 2. Развитие образцов расторопши пятнистой в грунте того грунта, показали значительное замедление в развитии и к концу вегетационного периода отличались низкорослостью и, при сохранении пропорций, маленьким размером цветка и невызревшими семенами.

Полученные предварительные данные сви-  2.

детельствуют о том, что по морфологическим . показателям лидируют растения, семена которых находились в условиях, исключающих влияние гравитации. Сложнее всего адаптировались к условиям произрастания растения, семена которых находились на внешней орбите.

В настоящий момент проводятся дальнейшие исследования анатомо-морфологических из- менений растений, семена или плоды которых подвергались влиянию факторов космического полета.