Raumfahrt: Weltraumsalat kann krank machen

In verringerter Schwerkraft, wie sie auf der ISS herrscht, funktionieren die Abwehrmechanismen von Pflanzen nicht. Krankheitserreger können daher eindringen und sich anlagern.

Artikel veröffentlicht am 24. Januar 2024, 14:15 Uhr, Werner Pluta

Unter verringerter Schwerkraft gezüchtete Pflanze: Kann Gentechnik helfen? (Bild: UD)

Seit einigen Jahren wird auf der Internationalen Raumstation (International Space Station, ISS) Salat und Gemüse angebaut. Ein Team aus den USA hat jedoch entdeckt, dass Salat, der in weitgehender Schwerelosigkeit wächst, Krankheitserreger aufnehmen kann. Menschen, die diese Pflanzen essen, können dann krank werden.

Das Team der Universität von Delaware (UD) in Newark hat das Pflanzenwachstum in simulierter verminderter Schwerelosigkeit untersucht. Dazu züchtete es Salatpflanzen in einem Klinostat, der mithilfe von Rotation den Effekt der Schwerelosigkeit auf die Pflanzen simuliert. Es zeigte sich, dass diese anfälliger waren für Infektionen mit Salmonellen.

Unter Normalbedingungen verfügen Pflanzen über einen Schutzmechanismus gegen Infektionen: Die Stomata – das sind die Poren, die Pflanzen zum Atmen nutzen – schließen sich unter Stress, um zu verhindern, dass Bakterien eindringen können. In der simulierten Schwerelosigkeit hätten sie jedoch eine gegenteilige Reaktion gezeigt, sagte Noah Totsline, Hauptautor von zwei Studien, die in den Fachzeitschriften Scientific Reports und NPJ Microgravity erschienen sind.

Pflanzenporen schlossen sich nicht

Als sie die Salmonellen in das System hineingaben, habe das Blattgemüse seine Stomata geöffnet, statt sie zu schließen. "Die Tatsache, dass sie offen blieben, obwohl wir etwas aussetzten, das als Stress erscheinen musste, war wirklich unerwartet", sagte Totsline.

Das Team versuchte der Pflanze zu helfen, indem es das Bacterium subtilis UD1022 hinzufügte. Das an der UD erzeugte Bacterium fördert das Wachstum und macht sie resistenter gegen Krankheitserreger und andere Stressfaktoren wie Trockenheit. Doch unter den Bedingungen der verringerten Schwerkraft funktionierte das nicht. Das Team vermutet, dass UD1022 nicht die biochemische Reaktion auslösen kann, die eine Pflanze dazu zwingen würde, die Stomata zu schließen.

Für Astronauten auf der ISS oder anderen zukünftigen Missionen ist eine gesunde Ernährung mit frischem Salat und Gemüse wichtig. Andererseits sind überall dort, wo Menschen sind, auch Mikroben, die Krankheiten auslösen können. Es besteht demnach die Gefahr, dass Crew-Mitglieder beispielsweise an Salmonellen erkranken, die sich im auf der ISS gezogenen Salat angesammelt haben.

Eine Möglichkeit, das zu verhindern, könnten genetische Veränderungen an den Pflanzen sein. Diese sollen verhindern, dass die Pflanzen ihre Stomata unter Schwerelosigkeit weiter öffnen. Ein Team um Harsh Bais untersucht bereits verschiedene Salatsorten mit unterschiedlicher Genetik unter simulierter Schwerelosigkeit.

"Wir müssen auf die Risiken im Weltraum vorbereitet sein und sie für diejenigen, die jetzt auf der Internationalen Raumstation leben, und für diejenigen, die in Zukunft dort leben könnten, verringern", sagte Teammitglied Kali Kniel. "Es ist wichtig, besser zu verstehen, wie bakterielle Krankheitserreger auf die Mikrogravitation reagieren, um geeignete Strategien zur Risikominderung zu entwickeln."