科学家们首次在月球土壤中种出植物

2022年05月13日 11:37 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

近期,月球农业领域已经向前迈出了一大步,科学家们报告了有史以来第一次在月球土壤中种植的植物。虽然这个过程产生的东西远非可食用的食物,但该团队的成功标志着维持月球基地和执行深空任务的努力中的一个重要里程碑,另外还为外星球土壤的构成和可行性提供了有益的见解。

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月球土壤在地球上供不应求,这可能并不令人惊讶,因此开展这类实验并不是一项简单的工作。截止到目前,科学家们已经成功地在来自亚利桑那州沙漠的模拟月球土壤中发芽,一些研究小组则已经开发了类似温室的模块,它们可以被移植到月球上。2019年,中国的嫦娥四号探测器在月球表面的一个微型生物圈内萌发了有史以来的第一颗种子--尽管不到24小时后它们就死了。

而在这一领域的最新突破来自由佛罗里达大学的Anna-Lisa Paul和Rob Ferl领导的研究。实际上,他们在11年中分别三次申请对月球土壤进行实验。由于这些土壤分别在阿波罗11号、12号和17号任务期间收集,所以具有重大的历史意义,而科学家们从NASA借来12克的珍贵材料为自己种植了一个小花园。

实验中,科学家们使用顶针大小的盆子,在每个盆子里装上一克月球土壤,然后用营养液将其润湿并播下拟南芥植物的种子。与此同时,研究小组在模拟月球土壤、模拟火星土壤和来自地球极端环境的土壤中种植了同样的种子作为对照实验。尽管事先持怀疑态度,但科学家们惊喜地发现,几乎所有的月球土壤都产生了发芽的植物。

Paul表示:“我们对此感到惊讶。我们并没有预测到这一点。这告诉我们,月球土壤并没有干扰参与植物发芽的激素和信号。”

但这并不是一帆风顺的。在月球土壤中生长的植物发育较慢,并且其中许多植物表现出压力的迹象,另外还显示了科学家们期望在受盐、金属和活性氧影响的植物中看到的各种基因表达。

“在遗传水平上,这些植物正在掏出通常用来应对压力源的工具,如盐和金属或氧化压力,因此我们可以推断,这些植物认为月球土壤环境是有压力的。最终,我们希望利用基因表达数据来帮助解决我们如何能够改善应激反应从而使植物--尤其是作物--能在月球土壤中生长而对其健康影响很小,”Paul说道。

一个有趣的收获是,在更成熟的月球土壤--暴露在更多宇宙风中的土壤--中生长的植物表现出更多的压力迹象,而不太成熟的土壤则会看到植物有一个更顺利的旅程。作为后续研究的一部分,科学家们现在将继续研究植物的健康和土壤的构成之间的关系及植物对土壤本身可能产生的影响。

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