Ученые впервые в истории вырастили растения на почве с Луны +32


Ученые впервые вырастили растения в лунной почве — используя образцы грунта, собранные во время миссий «Аполлона-11» на Луну в 1969 году. Это первый случай, когда растения проросли в почве с другого небесного тела.

Ожидают, что исследование может заложить основу для выращивания растений на Луне. По крайней мере, теперь мы доказали, что это теоретически возможно — если снабжать их кислородом и питательными веществами.

Но эксперимент также показал, насколько это большой стресс для растений — расти в лунном реголите, почве, которая так сильно отличается от их естественной среды обитания.

Результаты эксперимента были опубликованы вчера в журнале Communications Biology.

В тексте ученые говорят, что растения однозначно показали, что в образцах почвы, доставленных с Луны, нет каких-либо скрытых патогенов или других неизвестных компонентов, которые могли бы нанести вред земной жизни. А значит, Луна может выступать в качестве хаба для экспериментов по освоению космоса, в том числе для построения колонии, которая смогла бы питать сама себя.

Резуховидка Таля

Эксперимент готовился очень давно — прошло 15 лет с тех пор, как исследователи впервые предложили свою работу и запросили лунные образцы. Их запрос был удовлетворен 18 месяцев назад. В общей сложности они получили 12 граммов грунта, собранного в основном «Аполлоном-11» (но также миссиями «12» и «17»).

Всего в эксперименте участвовали 12 растений. Пластиковые «горшочки» для них были размером с наперсток. Такие обычно используются для культивирования клеток. Каждый из них заполнили граммом лунного грунта, добавили воду и чуть-чуть удобрений, а также несколько семян цветка Arabidopsis thaliana (резуховидки Таля). Этот цветок известен тем, что быстро растет и умеет выживать в любых неблагоприятных условиях, и сейчас распространился по всем континентам, кроме Антарктиды. Но в то же время это не мох и не лишайник: он умеет вырабатывать кислород, съедобен (хоть и неприятен на вкус), и в целом устроен гораздо сложнее.

Резуховидка Таля — одно из простейших цветковых растений, поэтому над ним так любят проводить эксперименты. Например, в 2019 году его семена на обратную сторону Луны отправляли китайцы на корабле «Чанъэ-4». Китайские ученые хотели проверить, можно ли создать в космическом аппарате замкнутую экосистему, где личинки шелкопряда выделяли бы углекислый газ, а растения преобразовывали бы его в кислород с помощью фотосинтеза. К сожалению, тогда эксперимент не удался: все организмы погибли в первую лунную ночь, наступившую после посадки аппарата.

Но на этот раз у американцев из Университета Флориды всё прошло очень успешно. На удивление, почти все семена, посаженные в темный лунный грунт, проросли и начали расти. Это говорит о том, что такая почва не мешает гормонам и сигналам, участвующим в развитии растений.

Почва не из мира сего

Но ростки резуховидки показывали, что они вообще не в восторге от места своего обитания. Сеянцы были меньше и росли медленнее по сравнению со своими соседями-братьями, выращенными в земных почвах. Корни были чахлые, листья — узенькими. Даже в вулканическом пепле цветок рос куда бодрее.

К 16-му дню между растениями, выросшими в вулканическом пепле (слева), и растениями, выращенными в лунном грунте (справа), появились явные физические различия.
К 16-му дню между растениями, выросшими в вулканическом пепле (слева), и растениями, выращенными в лунном грунте (справа), появились явные физические различия.

Резуховидка постоянно используется в исследованиях, поэтому её генетический код давно хорошо изучен. И это позволило исследователям изучить, как чужеродная почва повлияла на экспрессию генов растения. И оказалось, что три самых мелких растения показывали более 1000 генов, связанных со стрессом. Они использовали инструменты, обычно применяемые для борьбы с такими веществами в грунте как соль и металлы. Хотя никаких солей в лунном грунте не оказалось, а металлических частиц не сильно больше, чем в земной.

Хуже всего показали себя ростки, выращенные в почве, собранной на миссии «Аполлон-11». Они стали слегка пурпурными — возможно, потому, что почва в свое время подверглась более суровому воздействию космической среды во время транспортировки. Растения, выращенные в образцах с «Аполлона-12» и «Аполлона-17», выглядели лучше.

Космические теплицы

Даже растения, которые выглядели здоровыми, судя по генному анализу, старались изо всех сил. Лунная поверхность регулярно бомбардируется космическими лучами и солнечным ветром, содержит частицы железа и мельчайшие осколки стекла. Теперь ученые хотят найти наиболее эффективный способ выращивания растений в такой почве. И помочь саженцам избежать стрессовых факторов.

Резуховидка Таля принадлежит к тому же семейству растений, что и брокколи, кудрявая капуста, репа и цветная капуста. Поэтому такой анализ может стать основой для будущих космических теплиц. Подтвердив, что выращивание чего-то в лунном грунте возможно на практике, ученые теперь хотят искать добавки, которые лучше всего этому способствуют. И искать растения, которые будут полезны будущим колонистам, и при этом развиваются лучше всего.


Cпециальный промокод для читателей нашего блога:

— 15% на все тарифы VDS (кроме тарифа Прогрев) — по коду HabrFIRSTVDS.

Более 50 тысяч активных серверов и 10 тысяч клиентов, которые с нами больше 5 лет.




Комментарии (9):

  1. Pifarh
    /#24340538 / -11

    Зачем использовать ресурсы колонии на "капусту", если есть высококолларийные бобовые, выбор ученых не ясен?!

    • baldr
      /#24340570 / +22

      Этот цветок известен тем, что быстро растет и умеет выживать в любых неблагоприятных условиях

      В статье почти в половине абзацев объясняется почему ученые сделали такой выбор.

      Резуховидка Таля — одно из простейших цветковых растений, поэтому над ним так любят проводить эксперименты

      Резуховидка постоянно используется в исследованиях, поэтому её генетический код давно хорошо изучен

  2. Earthsea
    /#24340626 / +9

    Непонятно одно, зачем вообще использовать в космосе грунт, если его все равно надо удобрять? Гидропоника эффективнее.

    • baldr
      /#24340678 / +2

      Для гидропоники все равно нужна какая-то основа. Просто в концентрат удобрений не посадишь саженцы. Ну и везти все надо с земли.

      А, например, захотят на луне (марсе, итп) посадить деревья - их корневая система должна за что-то держаться.

      В статье описано как пытались доказать что можно лунный грунт использовать именно для такой основы - что растения сразу не помрут и будут хоть как-то расти.

      • mikkrob
        /#24341400 / +4

        Бывает ещё аэропоника. Для нее грунт не нужен вовсе.

        Но эксперимент все равно интересный

        • Rukis
          /#24342598 / +2

          В гидропонике грунт тоже не нужен. Собственно отличие одного от другого только в том погружаются корни в воду или нет. И там и там используется нейтральный субстрат (мин вата например) для посадки семян, начального развития корневой и крепления растения. И судя по всему лунный грунт в таком качестве не годится.

      • alexesDev
        /#24342646

        Текущий мейнстрим в гидропонике - проточная гидропоника. Там достаточно субстрата объемом с кулак. Любые камни просто для удержания кустов.

  3. Javian
    /#24340766

     растения однозначно показали, что в образцах почвы, доставленных с Луны, нет каких-либо скрытых патогенов или других неизвестных компонентов, которые могли бы нанести вред земной жизни

    Состав реголита давно изучен и озвучен.

    Если говорить о химическом составе реголита, то он на 99 процентов состоит из кислорода (40-45 процентов), кремния, алюминия, кальция, железа, магния и титана. Оставшийся процент приходится на марганец, калий, натрий, фосфор

    После добавления воды должна образоваться щелочная среда, пока из воздуха не захватит углекислый газ.

  4. raamid
    /#24342684

    Я думаю, что рано или поздно встанет вопрос о производстве удобрений непосредственно на Луне. И тогда можно будет использовать растительный компос + еще каких-то животних завезти для того, чтобы в ускоренном режиме повторить процесс формирования плодородной почвы.