Jeden mały kiełek…

W Sekcji Archeo w Pulsarze prezentujemy archiwalne teksty ze „Świata Nauki” i „Wiedzy i Życia”. Wciąż aktualne, intrygujące i inspirujące.

Dwanaście gramów gruntu księżycowego dotarło do laboratorium Roberta Ferla w nieoznakowanej paczce UPS.

Ferl, specjalista od ogrodnictwa pracujący na University of Florida, na ten moment czekał ponad dekadę. Małe pudełko z gruntem, opatrzone pieczątką NASA, zawierało jedną z ostatnich niewykorzystanych próbek pyłu księżycowego, zwanego regolitem, które pobrali astronauci z misji Apollo. Ferl wspomina, że mimo wieloletniego doświadczenia, podnosił próbkę drżącymi dłońmi. „To coś niesamowitego, trochę przerażającego – mówi. – Mam nam myśli strach, że się upuści próbkę”. Ferl i jego zespół mieli wkrótce stać się pierwszymi badaczami, którzy wyhodowali rośliny na prawdziwej glebie księżycowej.

Eksperyment został zaakceptowany jako część badań księżycowych w ramach programu NASA o nazwie Artemis, który ma na celu wysłanie ludzi na Księżyc jeszcze w tej dekadzie. Tym razem NASA ma zamiar zbudować tam bazę, co będzie próbą generalną przed przyszłymi podróżami na Marsa. Naukowcy przewidują, że dłuższe misje będą wymagały stałego źródła pożywienia. „Ludzka eksploracja kosmosu wymaga, aby załoga przez cały czas miała zapewnioną żywność” – mówi Gil Cauthorn, naukowiec z Osaki w Japonii, członek Międzynarodowej Astrobotanicznej Inicjatywy Badawczej.

Ostatnia praca Ferla, opublikowana w czasopiśmie „Communications Biology” (2022), stanowi ważny pierwszy krok w tym kierunku, potwierdzając ostatecznie, że rośliny mogą rosnąć na księżycowej glebie. Siewki nie zdołały się jednak rozwinąć, co oznacza, że przyszli księżycowi rolnicy będą musieli regolit nawozić.

Aby przetestować księżycową glebę, Ferl i jego zespół umieścili próbki po 900 mg każda w 12 doniczkach i zasadzili nasiona rzodkiewnika pospolitego Arabidopsis thaliana, odpornego krewnego gorczycy i kapusty. Wszystkie nasiona wykiełkowały z powodzeniem, ale kiełki miały problem z kolejnym etapem wzrostu: utworzeniem silnego systemu korzeniowego. Kiełki Apollo były słabe i zestresowane, nie tylko z powodu bogatego w sól i metale regolitu, ale także przez brak wody i mikroorganizmów.

Pomocne drobnoustroje są jednymi z najważniejszych składników każdej gleby wykorzystywanej w uprawie roślin. „Odgrywają ogromną rolę” – mówi Gretchen North, ekolożka zajmująca się fizjologią roślin w Occidental College, która nie brała udziału w badaniu. Bakterie symbiotyczne pomagają roślinom regulować hormony wzrostu, zwalczać patogeny, minimalizować stres środowiskowy i wchłaniać kluczowe składniki odżywcze, takie jak azot. W regolicie księżycowym brakuje naturalnego mikrobiomu, dlatego rośliny miały trudności z przyswajaniem składników odżywczych i radzeniem sobie ze stresem.

Dodatkowo, gdy doda się do regolitu wody, może on stać się niezwykle gęsty, niczym cement. „Trudno jest sprawić, by nie stał się skałą” – mówi Cauthorn, który nie brał udziału w nowym badaniu.

Perspektywę uprawy roślin mogłoby poprawić dodanie różnych składników odżywczych lub kompostowanie upraw w celu wspierania rozwoju mikroorganizmów. A North, która badała wzrost roślin w symulowanych warunkach marsjańskich, podejrzewa, że Księżyc wciąż oferuje żyźniejszą glebę niż rdzawy grunt Czerwonej Planety. Jest tak dlatego, ponieważ marsjański regolit obfituje w nadchloran – związek utleniający, który może być szkodliwy zarówno dla roślin, jak i dla zwierząt.

Ferl chciałby kontynuować badania nad rozwojem życia w jałowych glebach po to, aby zwiększyć szanse ludzi na przetrwanie poza naszą planetą, a także żeby ulepszyć rolnictwo na glebach ubogich w składniki odżywcze i wodę u nas na Ziemi. Na razie jednak on i jego koledzy cieszą się z możliwości prowadzenia eksperymentów z wykorzystaniem jednej z niewielu próbek księżycowej gleby, które dotarły na Ziemię. „Dla nas to było – i jest – prawdziwe wyróżnienie” – mówi Ferl.

Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża wyselekcjonowane badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.