Крошечный лунный сад: в почве с Луны впервые вырастили растения

Ученые из Университета Флориды (США) показали, что растения могут успешно прорастать и расти в лунном грунте. Они также изучали, как растения биологически реагируют на лунный реголит, который радикально отличается от Земной почвы. Научная статья вышла в журнале Communications Biology, кратко об этом рассказывает Eurekalert.

Эта работа — первый шаг к выращиванию растений для еды и кислорода на Луне или во время космических полетов.

«Для будущих более длительных космических миссий мы можем использовать Луну в качестве центра или стартовой площадки. Логично, что мы хотели бы использовать уже существующую почву для выращивания растений», — сказал один из авторов исследования Роб Ферл.

Ученые разработали обманчиво простой эксперимент: посадить семена в лунную почву, добавить воду, питательные вещества и свет. Сложность состояла в том, что у них было всего 12 граммов — несколько чайных ложек — лунного грунта для проведения этого эксперимента. Чтобы вырастить свой крошечный лунный сад, исследователи использовали лунки размером с наперсток в пластиковых чашках, обычно используемых для культивирования клеток. Заполнив каждый «горшочек» примерно граммом лунной почвы, ученые увлажнили ее питательным раствором и добавили несколько семян арабидопсиса. Он широко используется в науке, потому что его генетический код был полностью исследован. Выращивание арабидопсиса в лунной почве позволило исследователям лучше понять, как она влияет на растения, вплоть до уровня экспрессии генов.

В качестве точек сравнения исследователи также посадили арабидопсис в АО-1А, земное вещество, которое имитирует лунный грунт, а также в смоделированные марсианские почвы и земные почвы из экстремальных условий.

Почти все семена в лунной почве проросли. Однако со временем исследователи заметили различия между растениями, выращенными в лунном грунте, и контрольной группой. Например, некоторые из растений, выращенных в лунных грунтах, были меньше, росли медленнее или отличались большим разнообразием размеров, чем их собратья.

Все это были физические признаки того, что растения прилагали усилия, чтобы справиться с химическим и структурным составом лунной почвы. Это было дополнительно подтверждено, когда исследователи проанализировали образцы экспрессии генов растений.

«На генетическом уровне растения использовали инструменты, обычно используемые для борьбы со стрессорами, такими как соль и металлы или окислительный стресс, поэтому мы можем сделать вывод, что растения воспринимают среду лунного грунта как стрессовую. В конечном счете, мы хотели бы использовать данные об экспрессии генов, чтобы помочь решить, как мы можем улучшить реакцию на стресс до уровня, при котором растения, особенно зерновые, могут расти в лунной почве с очень небольшим воздействием на их здоровье», — объяснила один из авторов исследования Анна-Лиза Пол.

Реакция растений на лунную почву может быть связана с тем, где была собрана почва. Например, исследователи обнаружили, что растения с наибольшим количеством признаков стресса были выращены в том, что лунные геологи называют зрелой лунной почвой. Эти зрелые почвы подвергаются большему воздействию космического ветра, который изменяет их состав.