科学家首次在月壤中种植植物

The plants, from the cruciferous vegetable family, took only two days to sprout in the lunar soil.
The plants, from the cruciferous vegetable family, took only two days to sprout in the lunar soil.Image: Unsplash/Daniel Öberg
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  • 科学家首次成功在来自月球的土壤中种植植物。

  • 据美国国家公共广播电台(NPR)报道,这些土壤样本采集于阿波罗11号、12号和17号任务期间。

  • 美国国家航空航天局(NASA)表示,这项研究对长期太空探索以及地球上的农业创新都具有重要意义。

有史以来第一次,科学家种出了植物,种在土壤样本中。这些样本五十年前从月球采集而来。这一成就不仅可能影响长期太空探索,也可能帮助地球上的植物在恶劣环境中生长。

在这项由NASA资助的研究中,佛罗里达大学的科学家种植了拟南芥——一种属于芥菜类蔬菜家族的植物,所用月壤样本采集于阿波罗11号、12号和17号任务期间。据NPR报道。

月壤与未来的人类探索

“这项研究对NASA的长期载人探索目标至关重要,因为我们需要利用月球和火星上的资源,为未来在深空生活和工作的宇航员开发食物来源,”据NASA新闻稿报道,NASA局长比尔·纳尔逊表示。“这项基础植物生长研究也是一个重要例证,展示了NASA如何致力于推动农业创新,帮助我们了解植物或许如何克服地球上食物匮乏地区的恶劣条件。”

这项研究题为《阿波罗月壤中生长的植物呈现与胁迫相关的转录组特征,为月球探索前景提供参考》,发表于期刊《通讯生物学》。

拟南芥是一种与芥菜、西兰花、菜花、抱子甘蓝及其他十字花科蔬菜有关的植物,NASA新闻稿称。拟南芥原产于非洲和欧亚大陆。

据NPR报道,该研究的第一作者安娜-丽莎·保罗是佛罗里达大学跨学科生物技术研究中心主任,也是园艺科学系研究教授。她说,月壤样本——一种称为风化层的松散碎屑层——“细腻”且“呈粉末状”,不过研究人员播下的种子确实成功发芽了。

研究人员用一克风化层种植了拟南芥,新闻稿称。科学家将种子播入湿润的土壤,并每天添加营养液。作为对照,研究人员还把拟南芥种子播在火山灰中,以模拟月壤。

左侧是在火山灰月壤模拟物中生长的植物,右侧是在月壤中生长的植物,两者进行了比较。Image: EcoWatch/UF/IFAS/泰勒·琼斯

“两天后,它们就开始发芽了!”据NASA新闻稿,保罗说道。“所有种子都发芽了。你们无法想象我们有多惊讶!大约到第六天之前,每株植物——无论是在月壤样本中还是在对照组中——看起来都一样。”

不过,种在风化层和模拟月壤中的植物不如种在地球土壤中的植物长得好。不同组别的植物生长状况也有所不同。有些生长较慢,根系发育不良;另一些叶片发育不良,颜色发红。

科学家在拟南芥生长20天后、开花前将其收割。随后,他们把植物磨碎,以便研究其RNA。对RNA进行测序后,他们发现,这些植物表现出的模式与拟南芥在不同恶劣环境中生长时承受胁迫的情况相似,例如土壤中重金属或盐分过多时。拟南芥在不同恶劣环境中生长时承受胁迫的情况相似,例如土壤中重金属或盐分过多时。

NASA新闻稿称,这项研究为未来在月球上种植植物提供了起点。新闻稿还提出了一个问题:研究结果能否帮助科学家找到让月壤更适合植物生长的方法?研究植物如何在月球风化层中生长,是否也可能帮助科学家进一步了解火星风化层,以及在那里种植植物的前景?

“尤其是在我们前往太空新目的地时,身边有植物不仅令人愉悦,它们还可以为我们的饮食补充营养,并助力未来的人类探索。”NASA生物与物理科学部项目科学家莎米拉·巴塔查里亚在新闻稿中表示,NASA在新闻稿中报道了她的这番话。“植物让我们能够成为探索者。”

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