Acestea sunt primele plante cultivate în pământ lunar

Este o tulpină mică pentru o plantă, un salt uriaș pentru știința plantelor.

Într-o mică grădină cultivată în laborator, au răsărit primele semințe semănate vreodată în solul lunar. Această mică cultură, plantată în eșantioane returnate de misiunile Apollo, oferă speranța că astronauții ar putea într-o zi să-și cultive propria hrană pe Lună.

Dar plantele cultivate în ghiveci în pământ lunar au crescut mai încet și au fost mai zgribulite decât altele cultivate în material vulcanic de pe Pământ, raportează cercetătorii la 12 mai în Communications Biology. Această descoperire sugerează că agricultura pe Lună ar necesita mult mai mult decât un deget verde.

„Ah! Este atât de mișto!”, spune Richard Barker, astrobotanistul de la Universitatea Wisconsin-Madison, despre acest experiment.

„De când aceste mostre s-au întors, au existat botaniști care au vrut să știe ce s-ar întâmpla dacă ai crește plante în ele”, spune Barker, care nu a fost implicat în studiu. „Dar toată lumea știe că aceste mostre prețioase … sunt neprețuite, și astfel puteți înțelege de ce [NASA was] sunt reticenți în a le elibera”.

Acum, viitoarele planuri ale NASA de a trimite astronauți înapoi pe Lună în cadrul programului Artemis au oferit un nou stimulent pentru a examina acea murdărie prețioasă și a explora modul în care resursele lunare ar putea susține misiunile pe termen lung (SN: 7/15/19).

Murdăria, sau regolitul, care acoperă luna este practic cel mai rău coșmar al unui grădinar. Această pulbere fină de bucăți ascuțite ca briciul este plină de fier metalic, mai degrabă decât de tipul oxidat care este plăcut plantelor (SN: 9/15/20). Este, de asemenea, plină de mici cioburi de sticlă forjate de rocile spațiale care au aruncat pe Lună. Ce este nu plin de este azot, fosfor sau multe altele de care plantele au nevoie pentru a crește. Așadar, chiar dacă oamenii de știință au devenit destul de buni în a convinge plantele să crească în praful fals de pe Lună făcut din materiale terestre, nimeni nu știa dacă plantele nou-născute își pot înfige rădăcinile delicate în praful real.

Pentru a afla, un trio de cercetători de la Universitatea din Florida din Gainesville a efectuat experimente cu thale cress (Arabidopsis thaliana). Această plantă bine studiată face parte din aceeași familie cu muștarul și poate crește într-un mic bulgăre de material. Acest lucru a fost esențial, deoarece cercetătorii au avut la dispoziție doar o mică parte din lună.

Echipa a plantat semințele în ghivece minuscule care conțineau fiecare aproximativ un gram de pământ. Patru ghivece au fost umplute cu mostre returnate de Apollo 11, alte patru cu mostre de pe Apollo 12 și ultimele patru cu pământ de pe Apollo 17. Alte 16 ghivece au fost umplute cu material vulcanic terestru folosit în experimentele anterioare pentru a imita pământul de pe Lună. Toate au fost cultivate sub lumini LED în laborator și udate cu un bulion de nutrienți.

o imagine de ansamblu a plantelor de thale cress care cresc în flacoane în ghivece cu pământ lunar. Plantele plantate în ghiveci în eșantioanele returnate de Apollo 11 s-au descurcat mai rău decât cele plantate în eșantioanele Apollo 12 sau 17.
Plantele de thale cress cultivate timp de 16 zile în material vulcanic de pe Pământ (stânga) arătau foarte diferit în comparație cu răsadurile hrănite în pământ lunar (dreapta). Plantele plantate în ghiveci în eșantioane returnate de misiunea Apollo 11 (dreapta, sus) s-au descurcat mai rău decât cele plantate în eșantioane Apollo 12 (dreapta, mijloc) sau Apollo 17 (dreapta, jos).Tyler Jones, IFAS/UF

„Nimic nu se compară cu adevărat cu momentul în care am văzut pentru prima dată răsadurile în timp ce încolțeau în regolitul lunar”, spune Anna-Lisa Paul, biolog molecularist de plante. „A fost o experiență emoționantă, să putem spune că urmărim primele organisme terestre care cresc în materiale extraterestre, vreodată. Și a fost uimitor. Pur și simplu uimitor”.

Plantele au crescut în toate ghivecele de pământ lunar, dar niciuna nu a crescut la fel de bine ca cele cultivate în material terestru. „Cele mai sănătoase erau pur și simplu mai mici”, spune Paul. Cele mai bolnave plante cultivate pe Lună erau mici și aveau pigmentație violacee – un semnal de alarmă pentru stresul plantelor. Plantele cultivate în eșantioanele Apollo 11, care au fost expuse pe suprafața lunară cel mai mult timp, erau cele mai pipernicite.

Paul și colegii au inspectat, de asemenea, genele din mini-Edenul lor extraterestru. „Văzând ce fel de gene sunt activate și dezactivate ca răspuns la un stres, acest lucru vă arată ce instrumente plantele scot din setul lor de instrumente metabolice pentru a face față acelui stres”, spune ea. Toate plantele cultivate în noroiul lunii au scos instrumente genetice observate de obicei la plantele care se luptă cu stresul provocat de sare, metale sau specii reactive de oxigen (SN: 9/8/21).

Răsadurile de pe Apollo 11 au avut profilul genetic cel mai grav stresat, oferind mai multe dovezi că regolitul expus mai mult timp la suprafața lunară – și, prin urmare, presărat cu mai multă sticlă de impact și fier metalic – este mai toxic pentru plante.

Viitorii exploratori spațiali ar putea alege în consecință locul pentru habitatul lor lunar. Poate că pământul lunar ar putea fi, de asemenea, modificat cumva pentru a-l face mai confortabil pentru plante. Sau plantele ar putea fi modificate genetic pentru a se simți mai bine în solul extraterestru. „De asemenea, putem alege plante care se descurcă mai bine”, spune Paul. „Poate că plantele de spanac, care sunt foarte tolerante la sare, nu ar avea probleme în a crește în regolitul lunar”.

Barker nu este descurajat de provocările promise de această primă încercare de grădinărit lunar. „Sunt mulți, mulți pași și piese de tehnologie care trebuie dezvoltate înainte ca omenirea să se poată angaja cu adevărat în agricultura lunară”, spune el. „Dar a avea acest set de date special este foarte important pentru aceia dintre noi care cred că este posibil și important.”