Учените култивират растения на лунната почва

Отглеждането на растения на лунна почва вече е реалност. Учените изследват плочите, някои пълни с лунна почва, а други с контролни почви, под LED светлини за растеж. По това време учените не знаеха дали семената дори ще покълнат в лунна почва. Изображение чрез Тайлър Джоунс/UF/IFAS.

Първоначално публикувано като „Учени отглеждат растения в лунна почва“ на 12 май 2022 г. от НАСА. Авторът е Бил Кийтър.

Учените култивират растения на лунната почва

В началото на космическата ера астронавтите на Аполо имаха визионерски план да върнат проби от материал от лунната повърхност, известен като реголит, за да могат да го изследват с най-съвременно оборудване и да го използват в бъдещи изследвания. Сега, 50 години по-късно, когато започваме ерата на Артемида и изпращаме астронавти обратно на Луната, три от тези лунни проби успешно отглеждат растения. Изследователите отглеждат издръжливия и добре проучен Arabidopsis thaliana в беден на хранителни вещества лунен реголит.

Администраторът на НАСА Бил Нелсън каза:

Това изследване е от решаващо значение за дългосрочните цели на НАСА за изследване на хора, тъй като ще трябва да използваме ресурси, открити на Луната и Марс, за да разработим източници на храна за бъдещи астронавти, живеещи и работещи в дълбокия космос. Това фундаментално изследване на растежа на растенията е също ключов пример за това как НАСА работи за отключване на селскостопански иновации, които биха могли да ни помогнат да разберем как растенията могат да преодолеят стресовите условия в районите с дефицит на храна тук на Земята.

Учените от университета във Флорида успяват

Учените от Университета на Флорида правят революционно откритие, което може едновременно да даде възможност за изследване на космоса и да е от полза за човечеството.

Двама учени, носещи защитни ръкавици, боравят с малки епруветки с мънички разсад.
Учените Анна-Лиза Пол и Роб Фърл, работещи с лунни почви в лабораторията си. Изображение чрез Тайлър Джоунс/UF/IFAS.

Робърт Фърл е професор в катедрата по градинарски науки в Университета на Флорида и служи като автор на статия, публикувана на 12 май 2022 г. в рецензираното списание Биология на комуникациите. ferl каза:

Ето ни, 50 години по-късно, завършваме експериментите, започнати в лабораториите на Аполо. Първо се запитахме дали растенията могат да растат в реголита. И второ, как би могло да помогне на хората да имат продължителен престой на Луната.

Отговорът на първия въпрос е категорично да. Растенията могат да растат в лунен реголит. Те не са толкова издръжливи, колкото растенията, отглеждани в почвата на Земята. Или дори като тези в контролната група, отгледани в лунен симулант, направен от вулканична пепел. Но те растяха. И като изучава как растенията реагират в лунни проби, екипът се надява да отговори и на втория въпрос, проправяйки пътя на бъдещите астронавти да отглеждат богати на хранителни вещества растения на Луната и да процъфтяват в дълбокия космос.

За да вървиш смело, трябва да растеш смело

Джейкъб Бличър е главен учен по изследване, подкрепящ програмата на НАСА Артемида в централата на НАСА във Вашингтон. Бличър посочва, че НАСА изпраща роботизирани мисии до южния полюс на Луната, за да търсят вода, която бъдещите астронавти могат да използват. Блечър каза:

За да изследваме повече и да научим повече за слънчевата система, в която живеем, трябва да се възползваме от това, което има на Луната, така че не е нужно да носим всичко със себе си. Освен това отглеждането на растения е нещото, което ще изучаваме, когато отидем. По този начин тези теренни проучвания проправят пътя за разширяване на подобни изследвания от следващите хора на Луната.

Arabidopsis thaliana, роден в Евразия и Африка, е роднина на зелените горчица и други кръстоцветни зеленчуци като броколи, карфиол и брюкселско зеле. Той също така играе ключова роля за учените. Поради малкия си размер и лекотата на растеж, това е едно от най-изучаваните растения в света, използвано като моделен организъм за изследвания във всички области на растителната биология. Така че учените вече знаят как изглеждат неговите гени, как се държи при различни обстоятелства и дори как се развива в космоса.

Близък план на ръка в ръкавица, която държи епруветка с малко растение в нея.
Учените поставят растение, отглеждано по време на експеримента, в колба за евентуален генетичен анализ. Изображение чрез Тайлър Джоунс/UF/IFAS.

Работете с проби с размер на чаена лъжичка

За отглеждане на Арабидопсис, екипът използва проби, събрани по време на мисиите на Аполо 11, 12 и 17. Всяко растение използва само един грам (0,03 унции) реголит. След това екипът добави вода и семена към пробите. След това поставят тавите в терариумни кутии в чиста стая. Накрая ежедневно добавяха хранителен разтвор.

Тава с малки епруветки, съдържащи почва.
Учените овлажняват лунните почви с пипета. Учените открили, че почвата отблъсква водата, карайки водата да се издига на повърхността. Те трябваше активно да разбъркват материала с вода, за да постигнат равномерно влажна почва. Веднъж навлажнено, капилярното действие навлажнява лунните почви за отглеждане на растения. Изображение чрез Тайлър Джоунс/UF/IFAS.
Изображение чрез UF/IFAS снимка от Тайлър Джоунс.

Анна-Лиза Пол, професор по градинарство в Университета на Флорида и първи автор на статията, каза:

След два дни те започнаха да поникват! Всичко покълна. Не мога да ви опиша колко бяхме изненадани! Всяко растение – независимо дали в лунна проба или в контрола – изглеждаше еднакво до около шестия ден.

След шестия ден стана ясно, че растенията в лунната почва не са толкова издръжливи, колкото растенията от контролната група, растящи във вулканичната пепел. И растенията растат различно в зависимост от вида на пробата, в която са били. Растенията на лунната почва растяха по-бавно и имаха закърнели корени. Освен това някои имаха закърнели листа и имаха червеникава пигментация.

Изглед отгоре на растения в епруветки, тези отляво са значително по-големи.
На 16-ия ден имаше ясни физически разлики между растенията, отглеждани в симуланта на лунна вулканична пепел, вляво, спрямо тези, отглеждани в лунна почва, вдясно. Изображение чрез Тайлър Джоунс/UF/IFAS.

Отглеждайте растения в лунната почва, за да ги изучавате

След 20 дни, точно преди растенията да започнат да цъфтят, екипът прибира растенията. Те ги смилаха и изследваха РНК. В биологична система учените декодират гените на няколко стъпки. Първо, те транскрибират гени или ДНК в РНК. След това те превеждат РНК в протеинова последователност. Тези протеини изпълняват много биологични процеси в живия организъм. РНК секвенирането разкрива моделите на гените, които са били експресирани. Това показа, че растенията наистина са стресирани и реагират по пътя Арабидопсис реагира на растеж в други сурови среди.

Освен това растенията реагираха различно в зависимост от това коя проба – от различни области на Луната – е била използвана. Растенията, отглеждани в пробите на Аполо 11, не бяха толкова издръжливи, колкото другите два комплекта. Въпреки това растенията пораснаха.

Засяване на семена за бъдещи изследвания

Това изследване отваря вратата не само за един ден отглеждане на растения в местообитания на Луната, но и за широк спектър от допълнителни въпроси. Може ли разбирането на гените, които растенията трябва да се адаптират към отглеждането в реголит, да ни помогне да разберем как да намалим стресовата природа на лунната почва? По-подходящи ли са материали от различни региони на Луната за отглеждане на растения от други? Може ли изучаването на лунния реголит да ни помогне да разберем по-добре реголита на Марс и растенията, които потенциално растат в този материал? Толкова много въпроси, които екипът се надява да проучи по-нататък, в подкрепа на бъдещите астронавти, пътуващи до Луната.

Шармила Бхатачаря, програмен учен в отдела за биологични и физически науки на НАСА, каза:

Не само е хубаво за нас да имаме растения около нас, особено когато се впускаме в нови дестинации в космоса, но те биха могли да осигурят хранителна добавка към нашите диети и да дадат възможност за бъдещо изследване на хората. Растенията са това, което ни позволява да бъдем изследователи.

Заключение: Учените успешно отглеждат растения, използвайки лунна почва. Това е от съществено значение за бъдещи космически мисии, където хората могат да изследват живота на Луната или на друга планета.

Източник: Растенията, отглеждани в лунния реголит на Аполон, показват свързани със стрес транскриптоми, които информират перспективите за изследване на Луната

Чрез НАСА

.

Add Comment