Могут ли растения расти в лунном грунте? В исследовании, недавно опубликованном в журнале Communications Biology, упоминается эксперимент, в котором образцы лунной почвы, собранные во время миссий «Аполлон», использовались для выращивания растений. Удивительно, но впервые земному растению Arabidopsis thaliana, обычно называемому кресс-салатом таля, удалось выжить в образцах лунного грунта во время эксперимента. Для своего исследования исследователи из Университета Флориды использовали 12 образцов лунного грунта, собранных во время миссий «Аполлон-11», «12» и «17» в период с 1969 по 1972 год. Помимо лунных образцов, они также использовали 16 образцов вулканического пепла, собранных на Земле, а затем сравнили рост растений кресс-салата таля в обоих типах образцов. Чтобы избежать каких-либо расхождений, исследователи использовали вулканический пепел с тем же содержанием минералов и размером частиц, что и в лунном грунте. Они изучали образцы почвы более года, тщательно отслеживали рост и генетический состав растений, выращенных в образцах, и пришли к некоторым захватывающим результатам.
Почему именно кресс-салат из тале?
Когда мы спросили о причине, по которой ученые выбрали кресс-салат тале специально для своего эксперимента с лунным грунтом, доктор Роберт Ферл, заслуженный профессор Университета Флориды и один из авторов исследования, объяснил, что конкретное растение было выбрано по нескольким очень важным причинам. Он сказал Interesting Engineering: “Во-первых, это растение Arabidopsis thaliana необычайно хорошо изучено здесь, на Земле, вероятно, есть тысячи лабораторий по всему миру, которые работают или работали с этим растением, поэтому мы знаем очень много об этом растении от каждого нуклеотида в его геноме до того, какие гены находятся в нем». https://interestingengineering.com/ Далее он добавил: “Вторая причина заключается в том, что он физически мал и может расти в небольшом количестве материала. Сейчас мы в основном вырастили одно растение в одном граммовом образце, один грамм лунного грунта примерно такой же, как полная чайная ложка, так что вы можете себе представить, что для выращивания большого количества растения это растение должно быть маленьким. Еще одна вещь, которая вписывается в это, — это то, что арабидопсис является важной частью последних 20 лет исследований, связанных с космосом. Это растение было на космической станции. Это было на космическом челноке, так что у нас есть не только много наземных данных для сравнения, но и много данных, связанных с космосом, для сравнения ”. Все упомянутые выше характеристики растения thale cress заставили исследователей прийти к выводу, что арабидопсис, он же thale cress, был бы лучшим растением, которое можно было бы попробовать в лунном грунте для своих экспериментов. Во время эксперимента кресс-салат из таля выращивали как в образцах вулканического пепла, так и в образцах лунного грунта.
Насколько хорошо растение росло в лунном грунте?
Несмотря на схожий минеральный состав, образцы лунного грунта и вулканического пепла по-разному поддерживали рост растений. Многие растения лунного грунта выросли с одинаковой формой и цветом, но было обнаружено, что другие содержат красновато-черные пигменты. Эти пигменты изображают стресс. Более того, растения, выращенные в лунном грунте, испытывали медленный и замедленный рост и экспрессировали больше генов стресса, чем растения, выращенные в вулканическом пепле. Растения темного цвета, выросшие в образцах лунного грунта, экспрессировали более 1000 генов стресса. Растение Apollo 11 экспрессировало 465 генов, а образцы Apollo 17 и Apollo 12 экспрессировали 113 и 265 генов стресса соответственно. Стресс в 71 проценте этих генов был связан с присутствием металлов, высокореактивных соединений O2 и солей. Интересно, что только растения, посаженные в образцах Apollo 12 и Apollo 17, смогли показать рост. Образец растения «Аполлон-11» вообще не рос. Исследователь объясняет, что образцы были взяты из разных слоев почвы во время миссий «Аполлон». Образец грунта «Аполлона-11» оставался в контакте с поверхностью Луны гораздо дольше, чем образцы «Аполлона-12» и «Аполлона-17». Так что, возможно, длительное пребывание на поверхности Луны повредило образец почвы, и именно поэтому растение в образце «Аполлона-11» не показало никакого роста. В конце своего исследования исследователи пришли к выводу, что растения можно выращивать в лунном грунте, но по сравнению с вулканическим пеплом образцы лунного грунта не поддерживают значительный рост растений, особенно если они подвергались воздействию поверхности Луны. Поскольку лунная поверхность часто подвергается воздействию солнечного ветра и многих видов космических лучей, которые наносят вред почве, рост растений лучше подходит в лунной почве, которая меньше подвергается воздействию внешней среды Луны.
Самое важное открытие эксперимента с лунным грунтом
Химический состав и наличие металлических фрагментов также делают лунную почву менее пригодной для роста растений по сравнению с вулканическим пеплом. Однако, самым большим выводом из этого эксперимента по-прежнему является то, что ученые каким-то образом вырастили растение в образце почвы, взятом с Луны. Подчеркивая важность этого результата, соавтор и геолог Стивен Элардо сказал: “С точки зрения геологии я рассматриваю эту почву как очень сильно отличающуюся от любой почвы, которую вы найдете здесь, на Земле. Я думаю, это удивительно, что растение все еще растет, верно. Это стресс, но он не умирает. Он вообще не перестает расти, он приспосабливается. Исследователи также подчеркивают, что дальнейшие исследования могут позволить нам узнать, как можно эффективно выращивать растения на Луне. Поэтому с помощью соответствующих исследований нам необходимо лучше понять, как земные растения взаимодействуют с лунным грунтом.
Автор: Rupendra Brahambhatt, May 12, 2022 https://interestingengineering.com/author/rupendra-brahambhatt