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

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The problem of studying the limits of stability and mechanisms of adaptation of living systems to environmental parameters that vary over a wide range is briefly analyzed. The main attention is focused on the analysis of the electromagnetic environment and background radiation. These factors vary relatively little on the modern Earth, which leads to their insufficient knowledge. At the same time, they present serious challenges for future space missions. One of the main methods for studying the influence of such factors on living organisms is laboratory simulation. Previous experiments have demonstrated the need to develop a new laboratory setup, the requirements for the parameters of which are presented in this paper. In general, the setup will have a high potential for solving the problems of modeling the effect of astro-geophysical factors on the physiological state of living organisms and, in particular, the activity of photosynthesis in higher plants. The implementation of the proposed program of laboratory simulation experiments will allow us to advance in understanding the problems of life evolution, the mechanisms of the possible influence of solar activity on the biosphere, and studies of the role of the biosphere in global climate changes of planets at various time horizons.

About the authors

M. A. Grinberg

Lobachevsky State University; Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences

Email: mareev@ipfran.ru
Nizhny Novgorod, Russia; Nizhny Novgorod, Russia

V. A. Vodeneev

Lobachevsky State University; Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences

Email: mareev@ipfran.ru
Nizhny Novgorod, Russia; Nizhny Novgorod, Russia

N. V. Il’in

Lobachevsky State University; Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences

Email: mareev@ipfran.ru
Nizhny Novgorod, Russia; Nizhny Novgorod, Russia

E. A. Mareev

Lobachevsky State University; Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: mareev@ipfran.ru
Nizhny Novgorod, Russia; Nizhny Novgorod, Russia

References

  1. G. Elhalel, C. Price, D. Fixier, A. Shainberg, Nature. Scientific Reports 9, 1645 (2019).
  2. C. Doglioni, J. Pignatti, M. Coleman, Geosc. Front. 7, 865–873 (2016).
  3. 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).
  4. E. N. Baranova, M. A. Levinskikh, A. A. Gulevich, Life 9, 81 (2019).
  5. V. De Micco, C. Arena, D. Pignalosa, M. Durante, Radiat. Environ. Biophys. 50, 1–19 (2011).
  6. M. E. Maffei, Front. Plant Sci. 5, 445 (2014).
  7. S. V. Gudkov, M. A. Grinberg, V. S. Sukhov, V. A. Vodeneev, J. Environ Radioact. 202, 8–24 (2019).
  8. M. Sarraf, S. Kataria, H. Taimourya, L. O. Santos, R. D. Menegatti, M. Jain, M. Ihtisham, S. Liu, Plants 9, 1139 (2020).
  9. 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).
  10. P. Y. Volkova, E. V. Bondarenko, E. Kazakova, Curr. Opin. Toxicol. 30, 100334 (2022).
  11. V. N. Binhi, A. B. Rubin, Cells 11, 274 (2022).
  12. I. Kovalchuk, J. Molinier, Y. Yao, A. Arkhipov, O. Kovalchuk, Mutat. Res. 624, 101–113 (2007).
  13. 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).
  14. M. V. Kryvokhyzha, K. V. Krutovsky, N. M. Rashydov, Int. J. Rad. Biol. 95, 626–634 (2019).
  15. 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).
  16. V. Sukhov, E. Sukhova, Y. Sinitsyna, E. Gromova, N. Mshenskaya, A. Ryabkova, N. Ilin, V. Vodeneev, E. Mareev, C. Price. Cells. 10, 149 (2021).
  17. E. Sukhova, E. Gromova, L. Yudina, A. Kior, Y. Vetrova, N. Ilin, E. Mareev, V. Vodeneev, V. Sukhov, Plants 10, 2207 (2021).
  18. 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).
  19. 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).
  20. D. Sun, K. Robbins, N. Morales, Q. Shu, H. Cen, Trends Plant. Sci. 27, 191–208 (2022).
  21. F. Tanner, S. Tonn, J. de Wit, G. Van den Ackerveken, B. Berger, D. Plett, Plant Methods 18, 35 (2022).
  22. K. Maxwell, G. N. Johnson, J. Exp. Bot. 51, 659–68 (2000).
  23. A. E. Huber, T. L. Bauerle, J. Exp. Bot. 67, 2063–2079 (2016).
  24. S. K. Chatterjee, O. Malik, S. Gupta, Biosensors (Basel) 8, 83 (2018).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (187KB)
3.

Download (1MB)
4.

Download (498KB)
5.

Download (244KB)

Copyright (c) 2023 М.А. Гринберг, В.А. Воденеев, Н.В. Ильин, Е.А. Мареев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».