月球上能不能種菜?這是全球“吃貨”都頗為關心的話題。
此前曾有科學家指出:月壤不含有機養分,且十分乾燥,故無法種菜。對此,網友紛紛表示“失望至極”:這麼大個球連菜都種不了,千年的奔月執念,終究是錯付了。
但一項近日發表於《通訊生物》的新研究,或將重新點燃衆人的熱情。研究稱,擬南芥種子在月壤的培育下,首次成功發芽、生長。這說明,月球種菜,指日可待。
菜能種,但長勢不好
雖然月球本身寒冷、乾燥,但這些問題都能人工解決。
本質上,月壤與地球土壤的構成成分相似,這也堅定了Rob Ferl教授繼續“月壤育種”實驗的信念。他來自美國佛羅里達大學食品和農業科學研究所(IFAS),是此次研究的作者。
用於實驗的月壤在阿波羅11號、12號和17號登月任務期間收集。11年間,他與同事共向美國宇航局提出三次申請,最終獲得了12克月壤的實驗使用權。這也使此次成果倍顯珍貴。
為打造微型的“月球花園”,他將常用於培育細胞的塑料板用作“花盆”。每個花盆都被填入1克月壤,並用營養液潤溼,隨後再添加一些擬南芥種子。
為便於對照,他們還用JSC-1A(一種模擬月壤的地球材料)、模擬火星土壤以及極地地球土壤分別對擬南芥種子進行培育。
結果出人意料:所有土壤中的擬南芥都發芽、生長了,包括月壤;而且,種子在月壤和地球土壤中的發芽速度並無不同。“這說明,月壤並沒有阻斷參與植物發芽的激素和信號。”研究者稱。
不過,隨着時間的推移,月壤植物和對照組之間的差距開始顯現——與後者相比,它們生長更為遲緩,“個頭”更小;一些幼苗的根部狀況糟糕、色素沉着,顯然發育不良。
月壤也分“肥瘦”
研究人員認為,月壤中擬南芥的種種症狀,是它們努力應對環境壓力的物理表現。
這一點在隨後的遺傳學分析中得到了進一步證實。在擬南芥生長約20天后,研究人員將其割下並研磨,以對比不同土壤中植物的基因表達水平差異。
結果顯示,月壤植物有1000多個基因的表達水平與其他土壤培育的植物不同,大多與應激相關。
此外,不同任務採集的月壤,“種菜”效果也不盡相同。其中,脅迫反應(即植物對不利環境條件作出的應激反應)最嚴重的植物,是用阿波羅11號樣本月壤培育的植物。
11號樣本取自月球的靜海區域。與取自其他區域的12號樣本及17號樣本相比,它們暴露於宇宙輻射、太陽風中的時間要長數十億年,遭受的隕石撞擊次數也更多,因此也被認定為“更成熟的月壤”。
在以上作用下,成熟月壤的成分發生改變,富集了金屬鐵的微小顆粒。科學家猜測,這些納米相的金屬鐵,就是阻礙擬南芥茁壯成長的“元兇”。也正因如此,“在不太成熟的月壤中培育的植物,長勢更佳。”
這項研究無疑為未來月球農業計劃的實施奠定了基礎。“如果我們需要執行歷時更長的太空任務,很可能會在月球建補給基地。若月球存在一方‘沃土’,可供種植,我們將不愁食物供應。”Rob Ferl教授表示。
“現在,我們已經確定:植物能在月壤中生長。那麼,直接在月球表面種菜,將是我們的下一步行動。”
來源:科學大觀園雜誌