(纳闻记者孙寒霏报导)
根据美国宇航局最近的一份报告,研究人员已经在月球的土壤中种植了植物。
这项研究不仅可以帮助科学家更好地克服地球上的食物短缺问题,还可以帮助他们为未来在太空生活或旅行的人类开发食物来源。
月球的“土壤”与地球上的土壤不同。
它实际上是一层称为风化层的未固结碎片,由五种基本成分的复杂混合物组成:结晶岩石碎片、矿物碎片、角砾岩、凝集物和玻璃。
它的厚度从月球母马表面的约 15 英尺(从我们在地球上的角度来看是月球上的黑点)到月球高地表面的约 30 英尺不等。
在阿波罗 11 号、12 号和 17 号任务期间,NASA 宇航员收集了风化层样本,以用于未来的研究,例如本次研究,这是阿波罗下一代样本分析计划或 ANGSA 的一部分。
在实验中,研究人员出于几个原因选择了拟南芥植物。 它生长迅速,具有大量后代,并且具有相对较小的已知核基因组,因此易于研究。
拟南芥也可以食用。
它是芥菜(十字花科)家族的成员,其中包括栽培的卷心菜和萝卜。 它也是西兰花、花椰菜和球芽甘蓝等其他十字花科蔬菜的亲戚。 尽管有这些家庭关系,拟南芥在很大程度上仍被认为是一种杂草。
然而,自古以来,人类就将杂草变成了农作物。 而且由于科学家已经对拟南芥基因组进行了测序,因此它是该实践的绝佳候选者。
因此,科学家们已经能够在月球风化层的样本中培养它,这一事实具有可能使未来的月球殖民者或游客受益的意义。
在这项新研究中,研究人员为每个拟南芥植物分配了一克风化层。 他们在样品中加入水和种子。 然后,他们将托盘放入洁净室的玻璃容器中。 每天添加营养液。
种植后 48 到 60 小时,所有样品中的种子都开始发芽,呈现出正常的茎和子叶或胚叶。 这些植物继续生长,直到大约第 6 天,当人们开始清楚地看到,这些植物不如种植在火山灰中的对照组样品那么健壮。
在风化层中生长的植物生长缓慢,根部和叶子发育不良和变薄。 此外,发育不良的叶子需要更长的时间才能膨胀,随着时间的推移直径变小,并显示出红色色素沉着的迹象。
20 天后,科学家们在植物开始开花前收获植物并将它们磨碎以对它们的 RNA 进行测序。 这表明拟南芥植物对从月球收集的三个风化层样本中的每一个都有不同的反应。
阿波罗 11 号的样本最不稳健,而阿波罗 17 号的样本在三者中表现最好。
此外,RNA 测序显示,植物受到的压力与在其他恶劣土壤中生长时相似,例如盐分过多或特定金属过多的土壤,这表明风化层不一定是种植此类植物的理想土壤。
然而,美国国家航空航天局指出,这项研究为帮助我们了解如何改善风化层的性质打开了大门,从而使未来的月球旅行者受益。
了解植物需要调整哪些基因才能在风化层中生长,以及月球的哪些区域可能更有利于这种生长,是研究小组希望接下来研究的领域。
“植物使我们能够成为探险家,”美国宇航局生物和物理科学 (BPS) 部门的项目科学家 Sharmila Bhattacharya 说。 然而,植物并不是月球能够为未来太空探索者提供的唯一资源。
另一种资源是水,这就是美国宇航局和其他全球航天机构向月球南极发送任务的原因。
利用美国宇航局月球矿物学测绘仪的数据,科学家们已经能够确定三个明确证明月球表面存在水冰的特定特征。
在月球的南极,水冰集中在月球陨石坑中,使其成为研究的好地方。
水冰不仅可以成为支持月球上有机生命的关键,还可以用于推进航天器。
通过电解,水分子可用于产生呼吸用氧气和推进剂。 它们还可以用来制造液态氢,然后可以用来制造火箭燃料。
这项最新实验导致拟南芥植物在风化层中成功生长,增加了我们对月球作为资源提供者潜力的理解。
美国宇航局即将对月球南极执行的阿尔忒弥斯任务提供了进一步研究未来太空人类可用资源的机会。
正如华盛顿特区 NASA 总部支持阿尔忒弥斯计划的首席探索科学家 Jacob Bleacher 所说:“为了进一步探索和了解我们生活的太阳系,我们需要利用月球上的东西,所以我们不必随身携带所有这些。”
