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科學家首次在月球土壤中成功培育出植物

據科技日報報道:《通訊·生物學》雜誌12日發表一項太空生物學實驗,科學家研究了植物在月球上生長的可行性,表明與在地球火山灰中相比,擬南芥植株在月球土壤樣本中的生長速度較慢,並表現出更多應激跡象。這些月壤是阿波羅任務中收集的樣本。科學家指出,這些發現表明為了讓植物能在月球土壤中有效生長,對植物和月壤的相互作用還需進一步研究。

美國佛羅裏達大學研究團隊此次測試了月壤是否能支持植物生命,他們讓擬南芥(一種產於歐洲和非洲的開花植物)在12個土壤樣本中生長,這些土壤由阿波羅11號、12號和17號月球任務收集。由於每次任務中收集的樣本來自不同土層,阿波羅11號的樣本暴露於月球表面的時間比阿波羅12號和17號樣本更久。研究團隊檢查了這些植物之間、以及與16份地球火山灰樣本中生長的擬南芥相比是否存在生長和基因表達差異(火山灰的顆粒大小和礦物組成與月球土壤類似)。

研究人員發現,種子雖然可以在所有土壤環境中生長,但月球土壤中的植物比在火山灰中長得更慢,需要更長時間展葉,有更多生長停滯根。雖有些月壤植株的形狀和顏色與火山灰中生長的類似,但另一些生長受阻,含有發紅的黑色素——這是植物應激的典型跡象。對3株較小顏色較暗淡植物進行的遺傳分析表明,它們有超過1000個基因(大多與應激有關)的表達水平與火山灰中植株不同。

此外,研究人員發現阿波羅11號採集樣本中生長的植株,長勢弱於阿波羅12號和17號樣本中植株,與火山灰中植株相比表達了更多不同水平的基因。阿波羅11、12和17號收集樣本中的植株分別表達了465、265和113個不同水平的基因。這些基因中71%與鹽分、金屬和含活性氧分子造成的應激有關。

這些發現表明,月壤雖可用於種植,但它支持植物生長的水平不及火山灰,尤其是那些更暴露於月球表面的月壤。研究人員推測,宇宙射線和太陽風破壞了月壤,而且這些月壤中含有微小的鐵顆粒,或誘發植物的應激反應,損害其發育。

在科幻電影《火星救援》中,有這樣的橋段:宇航員千方百計在火星上種出馬鈴薯,並依靠馬鈴薯在火星生存下來。植物能夠在月壤中生長的研究發現再次讓我們腦洞大開:既然月壤中能生長出植物,未來能否在火星土壤中種出植物?另外,考慮到月球上的極端環境條件,儘管在月壤上種出植物,並不等於在月球上種出植物,但未來是否有可能在月球上營造出適合植物生長的「溫室大棚」?這些問號,相信未來的太空探索會給出答案。

編輯: 青藍

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