Znanstvenici uzgojili biljke u tlu s Mjeseca

Znanstvenici sa Sveučilišta Florida pokazali su da biljke mogu uspješno nicati i rasti u lunarnom tlu. Njihova studija također je istraživala kako biljke biološki reagiraju na Mjesečevo tlo poznato kao lunarni regolit, koje se radikalno razlikuje od tla na Zemlji.

Ovaj rad je prvi korak prema uzgoju biljaka za hranu i kisik na Mjesecu ili tijekom svemirskih misija. Neposredno, ovo istraživanje dolazi kada program Artemis planira vratiti ljude na Mjesec.

"Artemisu će biti potrebno bolje razumijevanje kako uzgajati biljke u svemiru", rekao je Rob Ferl, jedan od autora studije i ugledni profesor hortikulturnih znanosti na UF Institutu za hranu i poljoprivredne znanosti (UF/IFAS).

Čak i u ranim danima istraživanja Mjeseca, biljke su igrale važnu ulogu, rekla je Anna-Lisa Paul, također jedna od autorica studije i profesorica hortikulturnih znanosti u UF/IFAS-u.

"Biljke su pomogle da se utvrdi da uzorci tla doneseni s Mjeseca nisu sadržavali patogene ili druge nepoznate komponente koje bi štetile zemaljskom životu, već su te biljke bile samo zaprašene lunarnim regolitom i nikada nisu uzgajane u njemu", rekla je Paul.

Znanstvenici su osmislili jednostavan eksperiment: posadite sjeme u mjesečevo tlo, dodajte vodu, hranjive tvari i svjetlost i zabilježite rezultate.

Komplikacija je bila u tome što su imali samo 12 grama, odnosno samo nekoliko čajnih žličica mjesečevog tla s kojim su mogli izvesti ovaj eksperiment. Posuđeno od NASA-e, ovo tlo je prikupljeno tijekom misija Apollo 11, 12 i 17. Paul i Ferl su se prijavili tri puta tijekom 11 godina za priliku da rade s lunarnim regolitom.

Mala količina tla, a da ne spominjemo njezino neprocjenjivo povijesno i znanstveno značenje, značila je da su Paul i Ferl morali osmisliti mali, pažljivo realizirani eksperiment. Kako bi uzgajali svoj mali lunarni vrt, istraživači su koristili jamice veličine naprstka u plastičnim pločama koje se inače koriste za uzgoj stanica. Svaka je funkcionirala kao tegla, pa su je prvo napunili s približno gramom mjesečeve zemlje, a potom navlažili tlo hranjivom otopinom i dodali nekoliko sjemenki biljke Arabidopsis, kao što možete vidjeti u ovom videu. 

Arabidopsis se široko koristi u biljnim znanostima jer je njezin genetski kod u potpunosti mapiran. Uzgoj Arabidopsisa u lunarnom tlu omogućio je istraživačima bolji uvid u to kako je tlo utjecalo na biljke, sve do razine ekspresije gena.

Prije eksperimenta, istraživači nisu bili sigurni hoće li sjeme zasađeno u lunarnom tlu niknuti. Ali gotovo svaka sjemenka je to učinila.

"Bili smo zadivljeni. Nismo to predvidjeli", rekla je Paul. "To nam je govorilo da lunarno tlo nije prekinulo hormone i signale uključene u klijanje biljaka."

Međutim, kako je vrijeme odmicalo, znanstvenici su uočili razlike između biljaka uzgojenih u lunarnom tlu i kontrolne skupine uzgojene u simuliranom mjesečevom tlu. Na primjer, neke biljke uzgojene na mjesečevom tlu bile su manje, rasle su sporije ili su bile različite veličine od svojih kolega.

Sve su to bili fizički znakovi da biljke rade kako bi se nosile s kemijskim i strukturnim sastavom mjesečevog tla, objasnio je Paul. To je dodatno potvrđeno kada su istraživači analizirali obrasce ekspresije gena biljaka.

"Na genetskoj razini, biljke su izvlačile alate koji se obično koriste za suočavanje sa stresorima, poput soli i metala ili oksidativnog stresa, tako da možemo zaključiti da biljke doživljavaju okoliš lunarnog tla kao stresan", rekla je Anna-Lisa Paul. "U konačnici, željeli bismo upotrijebiti podatke o ekspresiji gena kako bismo pomogli u rješavanju kako možemo poboljšati odgovore na stres do razine na kojoj biljke, osobito usjevi, mogu rasti u lunarnom tlu s vrlo malim utjecajem na njihovo zdravlje."

Istraživači su otkrili da su biljke s najviše znakova stresa uzgojene u onome što lunarni geolozi nazivaju "zrelim lunarnim tlom". Ova zrela tla su izložena više kozmičkom vjetru, koji mijenja njihov sastav. S druge strane, biljke uzgojene na relativno manje zrelim tlima bolje su prošle.

"Mjesec je vrlo, vrlo suho mjesto. Kako će minerali u Mjesečevom tlu reagirati na to da u njima raste biljka, s dodanom vodom i hranjivim tvarima? Hoće li dodavanje vode mineralogiju učiniti gostoljubivijom za biljke?", rekao je Elardo i dodao da će se buduće studije temeljiti na ovim i drugim pitanjima.

Istraživanje objavljeno u časopisu Communications Biology možete pronaći na ovoj poveznici.