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In der Hoffnung, Wege zu finden, den Baumwollanbau neu zu erfinden, haben Botaniker der University of Wisconsin-Madison die Pflanze in den Weltraum geschickt.
Auf der Erde ist die Schwerkraft der Hauptfaktor für die Wurzelsysteme einer Pflanze, die sich in den Boden graben. Dieses Experiment mit dem Namen Targeting Improved Cotton Through On-Orbit Cultivation (TICTOC) soll die Schwerkraft aus der Gleichung des Baumwollanbaus entfernen, um ein tieferes Verständnis dafür zu erlangen, was Wurzelsysteme sonst noch in den Boden treibt.
Die USA sind der größte Exporteur von Baumwolle und produzierten von Juli 2019 bis August 2020 mehr als 20 Millionen Ballen der Ernte und machen laut USDA 35 Prozent des weltweiten Baumwollhandels aus. Baumwolle ist eine notorisch durstige Ernte. Laut dem World Wildlife Fund sagen einige Experten, dass Baumwolle der „größte Wasserverbraucher unter allen landwirtschaftlichen Rohstoffen“ ist. Botaniker hoffen, dass das Experiment Wege aufzeigt, neue Baumwollsorten zu züchten, die stärkere, tiefere Wurzelsysteme haben, um nachhaltiger und effektiver nach Wasser zu suchen und ein höheres Potenzial zur Bindung von Kohlenstoff zu haben.
Die Baumwoll-Wachstumskammer mit einem zur Ernte bereiten Sämling. Foto von Tom
Dreschel.
Die Forscher schickten im vergangenen Juni 48 Baumwollsamen – von denen jeder in Gel in eine spezielle Petrischale gegeben und dann gekühlt wurde, um die Keimung zu stoppen – zur Internationalen Raumstation für die Studie, die durch ein Stipendium des Target Corps finanziert und von der gesponsert wurde Internationales Raumstations-Naturlabor, laut „Successful Farming“.
Nach einer 40-stündigen Reise erreichten die Samen die Raumstation, wo Astronauten sie in eine Wachstumskammer pflanzten und das Wachstum ihrer Wurzelsysteme über einen Zeitraum von sechs Tagen dokumentierten. Nachdem die drei verschiedenen Samensorten die Möglichkeit hatten, zu keimen, zu wachsen und Wurzeln zu entwickeln, wurden die Sämlinge eingefroren, bis sie etwas mehr als einen Monat später die Reise zurück zur Erde antraten.
Die vegetarische Pflanzenwachstumshardware im Kennedy Space Center. Foto von Jeff Richards.
Die kurze Wachstumsperiode, die den Pflanzen im Weltraum zugeteilt wird, ist auf die begrenzte Größe der Wachstumskammer auf der Station zurückzuführen. Aber selbst in der kurzen Zeit entwickelten die Sämlinge 8 Zoll lange Wurzelsysteme, sagte der Botaniker Simon Gilroy von der University of Wisconsin-Madison zu Successful Farming.
Jetzt, da die Pflanzen wieder auf der Erde sind, werden die Forscher ihre Wachstumsmuster mit denen von Setzlingen vergleichen, die auf dem Land gezüchtet wurden, und bestimmen, wie sich eine Wachstumsumgebung in Schwerelosigkeit auf die Baumwolle auswirkte. Das Experiment wird es Wissenschaftlern ermöglichen, die genetische Zusammensetzung der Baumwolle zu untersuchen und ein besseres Verständnis der Pflanze zu erlangen, um die Züchtung verbesserter, nachhaltigerer Baumwollsorten für die Zukunft zu unterstützen.
