超重力影响下藻类的瞬态光谱研究 - TEXUS 50实验

“这篇论文研究了在超重力环境下藻类Phycomyces中发生的瞬态现象，这些现象是通过在TEXUS 50探空火箭上使用单光束分光光度计(SBS)进行测量的。研究发现，在上升过程中，即在达到最大加速度11.6 g的超重力阶段，存在380至750 nm范围内的GIAC（重力引起的吸收变化）光谱。此外，还有一个在700 nm附近的成分，在整个68.2秒的加速阶段保持稳定，并在微重力阶段及离心操作下未检测到GIAC。” 在这篇发表于《现代物理杂志》(Journal of Modern Physics)上的研究中，作者Werner Schmidt探讨了在超重力条件下藻类Phycomyces的动态行为。研究的核心工具是微型双波长光谱仪(MDWS)，这是一种用于精确测量生物体对重力变化响应的设备。在TEXUS 50探空火箭的实验中，研究人员首次发现藻类GIAC的阈值低于25×10^-3 g。GIAC是指由于重力变化导致的光吸收变化，它是理解细胞内过程对重力敏感性的重要指标。 在实验的第二部分，研究者关注了超重力期间的GIAC光谱。令人惊讶的是，当火箭上升并在35.4秒后达到11.6 g的最大加速度时，观察到了380至750纳米范围内的瞬态GIAC光谱。此外，还有一个在700纳米附近的谱峰，在整个68.2秒的加速过程中保持稳定。这一发现揭示了在超重力环境中，藻类的光吸收特性有显著的变化。 然而，在微重力阶段以及通过离心机模拟的重力条件下，没有检测到类似的GIAC光谱，这与之前使用MDWS的动力学测量结果相矛盾。火箭再入大气层时产生的高达37.8 g的异常减速度导致Phycomyces sporangiophores（孢子体）被破坏，但光谱测量数据得以保留。 这项工作不仅加深了我们对生物体在极端环境下的生理反应的理解，也为未来太空生物学研究提供了重要的实验数据和方法。通过使用如MDWS、单光束分光光度计(SBS)和二极管阵列光谱仪(USB-2000 + Ocean Optics)等技术，科学家可以更深入地探索微重力和超重力对生物体的影响，以及这些影响如何影响细胞功能和生存能力。