Laboratory Simulation of Photosynthesis in a Wide Range of Electromagnetic and Radiation Environment Parameters

M. A. Grinberg; Гринберг М. А.; V. A. Vodeneev; Воденеев В. А.; N. V. Il’in; Ильин Н. В.; E. A. Mareev; Мареев Е. А.

doi:10.31857/S0004629923010024

О лабораторном моделировании фотосинтеза в широком диапазоне параметров электромагнитного и радиационного окружения

Авторы: Гринберг М.А.¹^,2, Воденеев В.А.¹^,2, Ильин Н.В.¹^,2, Мареев Е.А.¹^,2
Учреждения:
1. Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
2. Институт прикладной физики РАН
Выпуск: Том 100, № 1 (2023)
Страницы: 81-88
Раздел: СТАТЬИ
URL: https://journal-vniispk.ru/0004-6299/article/view/139056
DOI: https://doi.org/10.31857/S0004629923010024
EDN: https://elibrary.ru/NPNBXC
ID: 139056

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Дан краткий анализ проблемы исследования пределов устойчивости и механизмов адаптации живых систем к параметрам окружающей среды, изменяющимся в широком диапазоне. Основное внимание уделено анализу электромагнитного окружения и радиационного фона. Эти факторы относительно слабо меняются на современной Земле, что обусловливает их недостаточную изученность. В то же время они представляют серьезные вызовы для будущих космических миссий. Одним из основных методов исследования влияния таких факторов на живые организмы является лабораторное моделирование. Предшествующие эксперименты продемонстрировали необходимость разработки новой лабораторной установки, требования к параметрам которой представлены в настоящей работе. В целом планируемая установка будет иметь высокий потенциал для решения задач моделирования действия астро-геофизических факторов на физиологический статус живых организмов, и, в частности, активность фотосинтеза у высших растений. Реализация предлагаемой программы экспериментов по лабораторному моделированию позволит продвинуться в понимании проблем эволюции жизни, механизмов возможного влияния солнечной активности на биосферу, исследований роли биосферы в глобальных изменениях климата планет на разных временных горизонтах.

Ключевые слова

ионизирующее излучение, магнитное поле, резонансы Шумана, лабораторное моделирование, фотосинтез, стрессовый сигналинг

Список литературы

G. Elhalel, C. Price, D. Fixier, A. Shainberg, Nature. Scientific Reports 9, 1645 (2019).
C. Doglioni, J. Pignatti, M. Coleman, Geosc. Front. 7, 865–873 (2016).
Y. Berkovich, I. Konovalova, S. O. Smolyanina, A. N. Erokhin, O. V. Avercheva, E. M. Bassarskaya, G. V. Kochetova, T. V. Zhigalova, O. S. Yakovleva, I. G. Tarakanov, REACH 6, 11–24 (2017).
E. N. Baranova, M. A. Levinskikh, A. A. Gulevich, Life 9, 81 (2019).
V. De Micco, C. Arena, D. Pignalosa, M. Durante, Radiat. Environ. Biophys. 50, 1–19 (2011).
M. E. Maffei, Front. Plant Sci. 5, 445 (2014).
S. V. Gudkov, M. A. Grinberg, V. S. Sukhov, V. A. Vodeneev, J. Environ Radioact. 202, 8–24 (2019).
M. Sarraf, S. Kataria, H. Taimourya, L. O. Santos, R. D. Menegatti, M. Jain, M. Ihtisham, S. Liu, Plants 9, 1139 (2020).
A. De Souza-Torres, L. Sueiro-Pelegrín, M. Zambrano-Reyes, I. Macías-Socarras, M. González-Posada, D. Gar-cía-Fernández, Int. J. Rad. Biol. 96, 951–957 (2020).
P. Y. Volkova, E. V. Bondarenko, E. Kazakova, Curr. Opin. Toxicol. 30, 100334 (2022).
V. N. Binhi, A. B. Rubin, Cells 11, 274 (2022).
I. Kovalchuk, J. Molinier, Y. Yao, A. Arkhipov, O. Kovalchuk, Mutat. Res. 624, 101–113 (2007).
E. J. Goh, J. B. Kim, W. J. Kim, B. K. Ha, S. H. Kim, S. Y. Kang, Y. W. Seo, D. S. Kim, Radiat. Environ. Biophys. 53, 677–693 (2014).
M. V. Kryvokhyzha, K. V. Krutovsky, N. M. Rashydov, Int. J. Rad. Biol. 95, 626–634 (2019).
M. Grinberg, S. V. Gudkov, I. V. Balalaeva, E. Gromova, Y. V. Sinitsyna, V. S. Sukhov, V. A. Vodeneev, Environ. Exp. Bot. 184, 104378 (2021).
V. Sukhov, E. Sukhova, Y. Sinitsyna, E. Gromova, N. Mshenskaya, A. Ryabkova, N. Ilin, V. Vodeneev, E. Mareev, C. Price. Cells. 10, 149 (2021).
E. Sukhova, E. Gromova, L. Yudina, A. Kior, Y. Vetrova, N. Ilin, E. Mareev, V. Vodeneev, V. Sukhov, Plants 10, 2207 (2021).
M. Grinberg, M. Mudrilov, E. Kozlova, V. Sukhov, F. Sa-rafanov, A. Evtushenko, N. Ilin, V. Vodeneev, C. Price, E. Mareev, Plant Signal. Behav. 17, 2021664 (2022).
J. L. Araus, S. C. Kefauver, O. Vergara-Díaz, A. Gracia-Romero, F. Z. Rezzouk, J. Segarra, M. L. Buchaillot, M. Chang-Espino, T. Vatter, R. Sanchez-Bragado, J. A. Fernandez-Gallego, M. D. Serret, J. Bort, J. Integr. Plant. Biol. 64, 592–618 (2022).
D. Sun, K. Robbins, N. Morales, Q. Shu, H. Cen, Trends Plant. Sci. 27, 191–208 (2022).
F. Tanner, S. Tonn, J. de Wit, G. Van den Ackerveken, B. Berger, D. Plett, Plant Methods 18, 35 (2022).
K. Maxwell, G. N. Johnson, J. Exp. Bot. 51, 659–68 (2000).
A. E. Huber, T. L. Bauerle, J. Exp. Bot. 67, 2063–2079 (2016).
S. K. Chatterjee, O. Malik, S. Gupta, Biosensors (Basel) 8, 83 (2018).