برای اولین بار، دانشمندان گیاهانی را در خاک ماه رشد دادند. عالی نشد

وقتی برنامه Artemis انسانها را به ماه در (امیدوارم) چند سال دیگر، تدارکات قابل توجهی وجود دارد که باید برای زنده نگه داشتن چنین موجودات شکننده در چنین محیط خصمانه ای مورد توجه قرار گیرد.

مسئله غذا مهم نیست. آژانس‌های فضایی درگیر در ایستگاه فضایی بین‌المللی تا به حال در تهیه آذوقه‌های بسته‌بندی شده بسیار باتجربه هستند، اما دسترسی به غذای تازه، از جمله سلامت جسمی و روانی، مزایایی دارد.

اگر قمری باشد. خاک باید محیطی قابل قبول برای رشد محصولات تازه باشد، که شگفت انگیز خواهد بود. بنابراین تیمی از دانشمندان از چند گرم گرانبها از نمونه‌های واقعی ماه جمع‌آوری‌شده در طول مأموریت‌های آپولو برای رشد گیاهان استفاده کردند – به‌ویژه، شاهی تال، یا Arabidopsis thaliana.

“برای آینده، بیشتر در مأموریت‌های فضایی، ممکن است از ماه به‌عنوان یک مرکز یا سکوی پرتاب استفاده کنیم. منطقی است که بخواهیم از خاکی که قبلاً آنجاست برای رشد گیاهان استفاده کنیم، “دانشمند باغبانی راب فرل از دانشگاه فلوریدا می‌گوید.

“بنابراین، چه اتفاقی می‌افتد وقتی گیاهان را در خاک ماه می‌روید، چیزی که کاملاً خارج از تکامل یک گیاه است. گیاهان در یک گلخانه قمری چه کاری انجام می دهند؟ آیا می توانیم کشاورزان قمری داشته باشیم؟»

خب، خراب کننده: خاک ماه، که به عنوان سنگ قمر ماه نیز شناخته می شود، در رشد گیاهان بسیار عالی نیست. اما این تحقیق تنها اولین قدم به سوی رشد یک روزه گیاهان در ماه در آینده علمی تخیلی هیجان انگیز است.

مقدار فعلی نمونه ماه در اینجا روی زمین کاملاً است. کوچک، و بنابراین با ارزش و بسیار ارزشمند.

فرل و همکارانش، دانشمند باغبانی دانشگاه فلوریدا، آنا لیزا پل، و زمین‌شناس استفان الاردو، پس از آن، تنها ۱۲ گرم از این چیزهای گرانبها وام دریافت کردند. سه برنامه در طول ۱۱ سال ساخته شده است.

این امر مستلزم یک آزمایش بسیار کوچک و بسیار فشرده بود – یک باغ کوچک از Arabidopsis. آنها نمونه های خود را به دقت تقسیم کردند تا بین ۱۲ گلدان به اندازه انگشتانه توزیع شوند، که به هر کدام یک محلول غذایی و چند دانه اضافه شد.

گروه های شاهد از بذرها نیز در خاک زمینی از محیط های شدید کاشته شدند. و شبیه‌سازهای خاک (ماده‌ای زمینی که برای شبیه‌سازی خواص خاک‌های فرازمینی استفاده می‌شود).

برای آزمایش، تیم از یک هدف مریخ شبیه ساز خاک، و یک شبیه ساز ماه به نام JSC-1A. این مهم است، زیرا آزمایش‌های قبلی نشان داده‌اند که گیاهان می‌توانند در هر دو نوع شبیه‌ساز به خوبی رشد کنند.، اما تفاوت‌های ظریف می‌تواند به این معنا باشد که چیز واقعی داستان متفاوتی است.

(پل و همکاران، زیست شناسی ارتباطات، ۲۰۲۲)

بالا: گیاهانی که در سه مجموعه خاک قمری و خاک شبیه‌ساز رشد می‌کنند.

به نظر می‌رسد که در واقع همینطور است. در کمال تعجب محققان، تقریباً تمام بذرهای کاشته شده در نمونه های قمری جوانه زدند، اما اینجا بود که همه چیز تغییر کرد. به‌نظر می‌رسید که نهال‌ها به‌جای رشد شادمانه، کوچک‌تر، کندتر و از نظر اندازه بسیار متفاوت‌تر از گیاهان رشد یافته در شبیه‌ساز قمری هستند.

وقتی تیم سپس استخراج کرد. گیاهان برای انجام تجزیه و تحلیل ژنتیکی، متوجه شدند چرا.

“در سطح ژنتیکی، گیاهان ابزارهایی را که معمولاً برای مقابله با عوامل استرس زا، مانند نمک و فلزات یا استرس اکسیداتیو استفاده می‌شوند، بیرون می‌کشیدند. می‌تواند استنباط کند که گیاهان محیط خاک ماه را استرس‌زا می‌دانند، پل می‌گوید.

“در نهایت، ما می‌خواهیم از داده‌های بیان ژن استفاده کنیم تا به چگونگی بهبود پاسخ‌های استرس تا سطحی که گیاهان – به‌ویژه محصولات – قادر به رشد در خاک ماه هستند کمک کنیم. تأثیر بسیار کمی بر سلامتی آنها دارد.”

نمونه های قمری مورد استفاده محققان از سه مکان مختلف در ماه، در لایه های مختلف عمق از سطح، سرم، آمده است. توسط ماموریت‌های آپولو ۱۱، ۱۲ و ۱۷ انتخاب شد.

جالب است، به نظر می‌رسد که این امر بر میزان واکنش گیاهان به خاک تأثیر می‌گذارد. آنهایی که در نزدیکترین خاک به سطح، از آپولو ۱۱ کاشته شدند، وضعیت بدتری داشتند. حتی یک گیاه مرد. این لایه سنگ سنگی ماه است که بیشتر در معرض پرتوهای کیهانی و باد خورشیدی است که به آن آسیب می رساند.

در مقابل، بذرهای کاشته شده در خاکی که در معرض کمتری قرار دارند به طرز قابل توجهی بهتر عمل کردند، اگرچه نتایج هنوز به خوبی گیاهان رشد یافته در خاکستر آتشفشانی زمینی نبود. این اطلاعات می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بهترین روش‌ها را برای رشد گیاهان در ماه و همچنین راه‌هایی برای ایجاد مهمان‌نوازی در خاک ماه برای گیاهان ایجاد کنند.

اما هنوز کاملاً به آنجا نرسیده‌ایم. قبل از اینکه بتوانیم از خاک ماه برای رشد محصولات استفاده کنیم، باید تحقیقات بیشتری در تعیین و بهینه سازی خاک ماه برای رشد گیاهان انجام شود. اما اکنون دانشمندان حداقل درک روشن‌تری از آنچه که با آن کار می‌کنند، و مراحل بعدی باید داشته باشند، دارند.

“ما می‌خواستیم این آزمایش را انجام دهیم، زیرا سال‌ها این سوال را می‌پرسیدیم: فرل گفت: آیا گیاهان در خاک ماه رشد می کنند. “به نظر می رسد پاسخ مثبت است.”

این تحقیق در زیست شناسی ارتباطات.