Er zijn voorexperimenten (VE-nummers) gedaan, alvorens te starten met het hoofdexperiment (E-nummers), om kennis, inzicht en ervaring, kortom ‘kunnis’, op te doen op het vlak van het kweken van zaadjes en het werken met gravitatiesimulatoren.

VE-I

Dit voorexperiment had tot doel uit te wijzen welke soort plantje de meeste aanleg vertoonde voor ons experiment. De eigenschappen waaraan deze plantensoort moest voldoen waren:

• snel groeien en ontkiemen;
• een redelijk dikke centrale hoofdwortel die recht naar beneden groeit;

Om dit te bepalen, werden vijf plantensoorten op een wattenbodem in een reageerbuisje opgekweekt. Het betrof de plantensoorten: taugé, tuinkers, alfalfa, fenegriek en daikon.

Taugé bleek dus het meest geschikt te zijn, omdat het het stevigst was, snel ontkiemde en de wortel recht naar beneden wilde groeien.

Omdat de wortels niet door de watten heen konden, was dit voorexperiment bedoeld om een andere geschikte ondergrond te vinden.

Uitvoering
Op school werden zaadjes in een agaroplossing (met voedingstoffen) opgekweekt. Tevens werd er geprobeerd om de wortels vrij te laten groeien, door de zaadjes half door een geperforeerd plastic petrischaaltje heen te steken. De watervoorziening werd bewerkstelligd door nat oase met gaatjes waar de zaadjes kwamen. Thuis werden zaadjes geplant in fijne niet-gezeefde tuinaarde. De zaadjes werden vijf dagen lang bevochtigd en geobserveerd.

Resultaten
Zaadjes in agar: De zaad wilden niet ontkiemen, omdat de agar snel uitdroogde en er zich al gauw bacteriekolonies vormden.
Vrije wortel-opstelling: Een paar zaadjes ontkiemden, maar groeiden niet veel, deels, omdat de wortels geen water konden opnemen doordat ze vrij hingen en deels, omdat de oase het vocht zo goed vasthield dat het zaadje het er moeilijk aan kon ontrekken.

Zaadjes in aarde: Ontkiemde en groeide goed.

Er zijn twee specifieke voorexperimenten bij de VU gedaan, VE-III en VE-IV, om genoeg kennis en ervaring te verzamelen voor het werkelijke experiment, dat een antwoord moet geven op onze onderzoeksvraag. Want natuurlijk reageren planten (soms, bij ons regelmatig) anders in de werkelijkheid tijdens een proef, dan zou moeten volgens de theorie. Dat komt doordat planten levende organismen zijn en omdat de (voor ons) beschikbare kennis niet toereikend genoeg is.

Het doel van VE-II was om ‘feeling’ te verkrijgen met alles wat komt kijken bij het onderzoeken van de zwaartekracht:

• de voedingsbodem: zeer fijn gezeefde potaarde of een agar-oplossing;
• het aantal ontkiemde/verder gegroeide zaadjes per bakje;
• de groeisnelheid van de zaadjes;
• een indruk van de invloed van verschillende versnellingen;
• de gravitatiesimulatoren (de RPM en de MidiCar).

Er werden zaadjes onderworpen aan 0 G (in de RPM) en aan 5 G (in de MidiCar). Bovendien werden er ook zaadjes die niet ronddraaiden (dus 1 G) als testgroep in de RPM en MidiCar gezet. Zo kregen zij dezelfde temperatuur en trillingen mee als de wel draaiende zaadjes. Bij alle experimenten (beide apparaten en in de testgroepen) waren zaadjes ‘geplant’ in een agar-oplossing en in fijne aarde om te bepalen welke van deze voedingsbodems de beste was. De voordelen van een agar-oplossing zijn dat de zaadjes er makkelijk in de plaatsen zijn, het een homogene weerstand biedt en het niet bestaat uit losse korrels (kan niet door apparaat geslingerd worden tijdens draaien). Daarentegen heeft fijn gezeefde potaarde ook voordelen boven agar: makkelijker voor te bereiden en het is zeker dat plantjes daarin groeien. De uitvoering van het experiment ging als volgt.

Uitvoering
Ten eerste werden er zuivere (zonder voedingstoffen) agar-oplossingen van verschillende concentraties aangemaakt. Deze concentraties waren: 0,25 g ml^-1; 0,50 g ml^-1; 0,75 g ml^-1 en 1,00 g ml^-1. Hieruit werd de concentratie, die gebruikt werd tijdens het experiment, gekozen. Want een lagere concentratie heeft als voordeel dat het minder weerstand biedt aan de groeiende worteltoppen. Het voordeel van een hogere concentratie is echter dat het iets steviger is en beter bestand tegen grote versnellingen en trillingen. Er werd gekozen voor 0,75 g ml^-1.

In totaal werden er 6 bakjes met aarde gevuld en 4 met agar-oplossing. Hoe de bakjes verdeeld waren over de deelexperimenten staat hieronder:

Na 3 dagen en 19 uur werden de bakjes uit de apparaten gehaald en de zaadjes uitgegraven, teneinde de wortelgroei te bekijken. De wortels van de taugé zijn vervolgens gefotografeerd. Een kleine aantal van deze foto’s zijn bijgevoegd in de bijlage (hoofdstuk 14).

Zoals te zien is, waren de resultaten hiervan nou niet bepaald eenduidig over de ware toedracht van de invloed van een versnelling op de wortelgroei. Omdat de resultaten bij de MidiCar en de RPM verschillend waren, worden de resultaten van de MidiCar en de RPM afzonderlijk besproken.

Onontkiemde zaadjes in de agar ontkiemden redelijk en groeiden matig, maar reeds ontkiemde zaadjes hadden bijna geen wortelgroei. Daarentegen ontkiemden bijna alle zaadjes in de aarde en groeiden ze goed, evenals de reeds ontkiemde zaadjes. In aarde groeiden ze veel sneller dan verwacht (naar aanleiding van VE-I en VE-II); er zaten lange stengels aan. De wortel was echter wel veel dunner en droogde uit zodra ze uit de voedingsbodem kwamen. Aan een aantal van de wortels waren wortelhaartjes gegroeid en sommige hadden geeneens een ‘centrale hoofdwortel’, maar een aantal wortels, zoals een bosje wortels (zie fig. 6.1). De testgroep van aarde was goed gegroeid; er was geen duidelijk verschil tussen de testgroep en de groepen in de MidiCar te onderscheiden. Voor de testgroep van agar geldt hetzelfde als voor de agar-groepen in de MidiCar.

Voor alle groepen gold dat de wortels hoofdzakelijk naar beneden (richting van zwaartekracht) groeiden en de stengels omhoog. Vooral in de wortels zaten veel krommingen en was de groei ook niet evenwijdig aan de zwaartekracht.

Toen we de deksel van het bakje met aarde afhaalden, was de aarde in grote bollen geklonterd (zie fig. 6.2). In het bakje, waar de zaadjes in de agar zaten, was een grote chaos ontstaan: de agar was een vla-achtige substantie geworden en de zaadjes (ontkiemd en onontkiemd) die erin zaten waren niet gegroeid, maar zelfs opgelost. De testgroepen waren hetzelfde gegroeid als de testgroepen van de MidiCar.

Na dit voorexperiment kunnen dus de volgende dingen geconcludeerd worden:

VE-IV

Uit VE-III kwamen niet bepaald de verwachte resultaten naar voren en er waren sowieso moeilijk conclusies uit te trekken. Het belangrijkste wat eigenlijk uit VE-III bleek was dat er geen liminal angle ontstond. Dit kwam doordat de plantjes vrij onregelmatig groeiden en wat belangrijker was, dat de wortels bij 1G loodrecht naar beneden groeiden. Daarom werd de aard van het hoofdexperiment aangepast (zie gecorrigeerde onderzoeksvraag, hoofdstuk 7).

De nieuwe aanpak was het toedienen van verschillende stimuli (verschillende versnellingen) aan de plantjes voor een bepaalde tijd – dus niet vier dagen lang. Hiermee zou indirect de invloed van verschillende versnellingen blijken. VE-IV was bedoeld om uit te wijzen hoelang de stimulus moet zijn om een merkbare invloed te verkrijgen.

Daarbij moest VE-IV ook uitwijzen welk bakje, die elk een verschillende aanpak vereisten (er was de mogelijkheid tot gebruik van een gele en een blauwe) het beste was. De blauwe bakjes waren hoger dan de gele bakjes en pasten dus ook redelijk goed in de stalen gondels van de MidiCar.

In onderstaande tabel worden de resultaten besproken van de zaadjes die op manier 1 geplant zijn.

De zaadjes die op manier 2 geplant zijn, kunnen hier niet rechtstreeks mee vergeleken worden. De meesten zijn nauwelijks gegroeid. Van de kromming valt al helemaal niets te zeggen. De wortels, die gegroeid zijn, richten wel naar beneden.

Conclusie
De zaadjes, die op manier 1 geplant zijn, groeiden het beste. De plantjes die op manier 2 geplant waren, groeiden nauwelijks omdat ze op de grond lagen en niet in de grond. Bij de hoofdexperimenten worden dus blauwe bakjes gebruikt.

Er was geen verschil tussen de zaadjes die een verschillende tijd de stimulus toegediend hadden gekregen waar wij met onze mogelijkheden een conclusie aan kunnen verbinden. Dus moet de tijd dat de stimulus wordt toegediend langer zijn. Dit om het verschil met een testgroep duidelijker te maken en de groei wat te stabiliseren. Het zou nl. goed kunnen dat de plantjes zo onregelmatig groeiden doordat ze in een korte tijd veel verschillende stimuli gekregen hebben.

Ter verduidelijking: Na 2 of 3 uur heeft het auxine-mechanisme nog weinig invloed gehad (vergelijk met ‘insteltijd’). Na 4 vier uur echter is het in werking gegaan, maar om een echte buiging in een bepaalde richting te brengen was de tijd weer te kort. Het auxine-transport, en daarmee de wortelgroei, zijn alleen ernstig door de war geschud. Maar, zoals in te zien is, konden er door ons geen duidelijke conclusies getrokken worden.