Какво ви е необходимо, за да се радвате на красива градина? Освен изобилие от слънчева светлина, редуващо се с леки дъждове – и заети пчели и пеперуди, които опрашват растенията – имате нужда от добра, богата почва, за да осигурите основни минерали.
Но представете си, че нямате богата почва, нито дъжд, нито пчели и пеперуди. И слънчевото греене е или твърде силно и пряко, или липсва – причинявайки температури на замръзване.
Могат ли растенията да растат в такава среда – и ако да, кои? Това е въпросът, с който колонистите на Луната (и Марс) ще трябва да се справят, ако (или когато) човешкото изследване на нашите планетарни съседи продължи. Сега ново проучване, публикувано в Communications Biology, започва да дава отговори.
Изследователите зад изследването са култивирали бързорастящото растение Arabidopsis thaliana в проби от лунен реголит (почва), донесени от три различни места на Луната от астронавтите на Аполо.
Суха и безплодна почва
Това не е първият път, когато се правят опити за отглеждане на растения в лунен реголит, но е първият, който демонстрира защо те не виреят.
Лунният реголит е много различен от земните почви. Като начало, той не съдържа органична материя (червеи, бактерии, разлагаща се растителна материя), която е характерна за почвата на Земята. Нито има присъщо съдържание на вода.
Но той е съставен от същите минерали като земните почви, така че ако приемем, че липсата на вода, слънчева светлина и въздух е подобрена чрез култивиране на растения в лунно местообитание, тогава реголитът може да има потенциал да отглежда растения.
Проучването показа, че това наистина е така. Семената на A. thaliana покълват със същата скорост в материала на Аполо, както и в земната почва. Но докато растенията в земната почва развиват корени и пускат листа, разсадът на Apollo изостава в растежа и има слабо развитие на корени.
Основната цел е да се изследват растенията на генетично ниво. Това позволява на учените да разпознаят кои специфични фактори на околната среда предизвикват най-силните генетични реакции към стреса.
Те откриха, че по-голямата част от реакцията на стрес във всички разсади на Аполо идва от соли, метал и кислород, които са силно реактивни (последните два от които не са често срещани в земната почва) в лунните проби.
Трите проби от Apollo са засегнати в различна степен, като пробите от Apollo 11 растат най-бавно. Като се има предвид, че химичният и минералогичен състав на трите почви на Аполо са доста сходни помежду си и със земната проба, изследователите подозират, че хранителните вещества не са единствената действаща сила.
Снимка: Paul et.al
Земната почва, наречена JSC-1A, не е обикновена почва. Тя е смес от минерали, приготвена специално за симулиране на лунната повърхност, и не съдържаше органична материя. Изходният материал е базалт, точно както в лунния реголит. Земната версия също съдържа естествено вулканично стъкло, аналог на „стъклените аглутинати“ – малки минерални фрагменти, смесени с разтопено стъкло – които се срещат в изобилие в лунния реголит.
Учените смятат, че аглутинатите са една от потенциалните причини за липсата на растеж на разсада в почвата на Аполо в сравнение със земната почва, а също и за разликата в моделите на растеж между трите лунни проби.
Аглутинатите са често срещана характеристика на лунната повърхност. По ирония на съдбата те се образуват чрез процес, наречен „лунно градинарство“. Това е начинът, по който реголитът се променя след бомбардирането на повърхността на Луната от космическа радиация, слънчев вятър и миниатюрни метеорити, известно още като космическо изветряне.
Тъй като няма атмосфера, която да забави малките метеорити, удрящи се в повърхността, те се удрят с висока скорост, причинявайки топене и след това закаляване (бързо охлаждане) на мястото на удара.
Така че наличието на аглутинати в лунните субстрати кара разсадите на Аполо да се борят за оцеляване, за разлика от тези, отгледани в JSC-1A, особено тези на Аполо-11. Изобилието от аглутинати в проба от лунен реголит зависи от продължителността на времето, през което материалът е бил изложен на повърхността, което се нарича „зрялост“ на лунната почва.
Трите проби от Apollo имат различна зрялост, като материалът от Apollo 11 е най-зрелият. Той съдържа най-много нанофазово желязо и показа най-високите маркери на стрес, свързани с метала.
Значението на младата почва
Изследването заключава, че по-зрелият реголит е по-малко ефективен субстрат за отглеждане на разсад от по-малко зрялата почва.
Това е важно заключение, защото показва, че растенията могат да се отглеждат в лунни местообитания, използвайки реголита като ресурс. Но че местоположението на местообитанието трябва да се ръководи от зрелостта на почвата.
Но има ли технологични разработки, произтичащи от това изследване, които биха могли да бъдат приложими на Земята? Може ли наученото за свързаните със стреса генетични промени да се използва за разработване на по-устойчиви на суша култури? Или растения, които могат да понасят по-високи нива на метали?
Би било голямо постижение, ако карането на растенията да растат на Луната стане инструмент за подпомагане на градините да станат по-зелени на Земята.
Източник: The Conversation
