НАСА удалось вырастить растения в лунном грунте
Через пятьдесят лет после сбора лунных образцов во время миссий «Аполлон» исследователи вырастили Arabidopsis thaliana в бедном питательными веществами лунном реголите.
Команде НАСА удалось совершить исторический подвиг - прорастить растения в лунном грунте. Для этого они использовали образцы, собранные во время полетов "Аполлона", и побеги Arabidopsis thaliana. Рост был трудным и не привел к появлению растений в отличной форме. Тем не менее этот подвиг является историческим и представляет собой важный шаг вперед для будущего освоения Луны и других районов космоса.
Роберт Ферл, профессор кафедры садоводства Университета Флориды, впервые задался вопросом, могут ли растения расти в реголите. Затем, как это может однажды помочь людям остаться на Луне надолго. Удивительно, но он заметил, что растения могут расти в лунном реголите, хотя те, что выращивались одновременно в земной почве, оказались более выносливыми. Изучая, как растения росли в реголите, исследовательская группа надеется проложить путь для будущих астронавтов, чтобы однажды выращивать богатые питательными веществами растения на Луне и процветать в глубоком космосе.
Arabidopsis thaliana, родом из Евразии и Африки, является родственником горчицы и других овощей, таких как брокколи, цветная и брюссельская капуста. Он также оказался отличным кандидатом благодаря своему небольшому размеру и легкости выращивания.
Кроме того, это растение чрезвычайно хорошо изучено в области биологии растений, поэтому ученые уже знают, как выглядят его гены, как оно ведет себя в различных условиях и даже как оно растет в космосе. Для выращивания Arabidopsis команда использовала образцы, собранные во время миссий Аполлон 11, 12 и 17. Для каждого растения был доступен только один грамм реголита.
"Для дальнейшего изучения и познания Солнечной системы, в которой мы живем, нам необходимо воспользоваться тем, что есть на Луне", — говорит Джейкоб Бляхер, главный научный сотрудник программы НАСА Артемида. Бляхер подчеркивает, что Луна - это ключевой шаг для будущего освоения космоса. Это также является причиной, по которой НАСА отправляет роботов на Южный полюс Луны. Считается, что здесь может быть вода, которую могут использовать будущие космонавты.
Различия между образцами в лунном грунте и вулканическом пепле
Анна-Лиза Пол, профессор садоводства в Университете Флориды и первый автор статьи, говорит, что уже через два дня семена начали прорастать. Но не только это, к ее изумлению, все растения проросли. Более того, каждое растение, как в реголите, так и в контрольном образце, выглядело одинаково до шестого дня.
Однако после шестого дня растения в лунном реголите стали выглядеть менее крепкими, чем растения из контрольной группы, выращенные в вулканическом пепле. В частности, было отмечено замедление роста, сопровождающееся чахлыми корнями, недоразвитыми листьями и красноватой пигментацией.
Через 20 дней, до того, как растения начали цвести, команда собрала образцы и изучила их РНК. В биологической системе для расшифровки генов требуется несколько этапов. Сначала ДНК транскрибируется в РНК. Затем РНК транслируется в белковую последовательность. Эти белки отвечают за осуществление многих биологических процессов в живом организме.
Секвенирование РНК показало, какие гены были экспрессированы, что свидетельствует о том, что растения действительно находились в состоянии стресса. Исследователи также наблюдали, как Arabidopsis реагирует подобным образом в других суровых условиях, например, когда почва богата солью или тяжелыми металлами.
Различные результаты для разных образцов
Команда наблюдала, как растения также по-разному реагировали в зависимости от места сбора образца реголита. Растения, выращенные в образцах "Аполлона-11", были не такими здоровыми, как растения, выращенные в образцах "Аполлона-12" или "Аполлона-17".
Эти результаты не только открывают двери для выращивания растений в лунных средах обитания, но и для других будущих исследований. Например, чтобы понять, какие гены нужны растениям для адаптации к росту в бедном питательными веществами реголите. Тот факт, что материалы из разных областей Луны более благоприятны для роста растений, чем другие, указывает на то, что выращивание на лунной почве изначально можно было использовать только в нескольких четко определенных областях. Изучение лунного реголита открывает новую главу о марсианском реголите и о типологии растений, выращиваемых на этом субстрате.
"Это исследование имеет решающее значение для долгосрочных целей НАСА по исследованию человека. Нам нужно будет научиться использовать ресурсы, найденные на Луне и Марсе, для разработки источников пищи для будущих космонавтов, живущих и работающих в дальнем космосе", — сказал администратор НАСА Билл Нельсон. "Это исследование роста растений также является ключевым примером того, как НАСА работает над раскрытием сельскохозяйственных инноваций. Это поможет нам понять, как растения могут преодолевать стрессовые условия в районах с дефицитом продовольствия на Земле".