kozmos.hr
Znanost

U Mjesečevom tlu uzgojene prve biljke

Biljke uzgojene u simuliranom lunarnom tlu s lijeve strane i u uzorcima prikupljenim tijekom misija Apollo 11, 12 i 17 s desne strane. Slika nastala 16 dana nakon sadnje talijinog uročnjaka (lat. Arabidopsis thaliana) (©Tyler Jones, UF/IFAS).
objavljeno

Više desetljeća od slanja uzoraka Mjesečevih stijena na Zemlju znanstvenici su po prvi put uspješno uzgajali biljke u lunarnom tlu iz tri Apollo misije.

Film Marsovac iz 2015. godine s Matt Damonom u ulozi usamljenog astronauta na površini Marsa svakako je potaknuo maštu gledateljstva idejom uzgoja biljaka na površini drugih planeta i svemirskih tijela. No, koliko je takvo nešto uopće izvedivo? Upravo su na ovo pitanje pokušali odgovoriti znanstvenici u novom istraživanju.

Biljke u Mjesečevom tlu

Sve biljke posađene u Mjesečevom tlu rasle su sporo i relativno slabo, a genetska analiza pokazala je promjene koje ukazuju na stres. Slab rast mogao bi biti razlog za zabrinutost. Naime, NASA se u sklopu misije Artemis priprema ponovno poslati astronaute na Mjesec što je ujedno i prvi korak prema slanju ljudi na Mars. Za istraživanje našeg satelita, ali i najbližeg planetarnog sustava, u budućnosti će tijekom dugih misija važnu ulogu imati mogućnost uzgoja hrane u nezemaljskom tlu.

Robert Ferl, profesor hortikulturnih znanosti na Sveučilištu u Florida i autor studije u kojoj su prezentirani rezultati uzgoja, rekao je da bi uzgoj biljaka na Mjesecu mogao imati i druge potencijalne namjene, uključujući pročišćavanje zraka, uklanjanje ugljičnog dioksida koji ljudi izdišu i proizvodnju čiste vode.

Biljke uzgojene u simuliranom lunarnom tlu s lijeve strane i u uzorcima prikupljenim tijekom misija Apollo 11, 12 i 17 s desne strane. Slika nastala 16 dana nakon sadnje talijinog uročnjaka (lat. Arabidopsis thaliana) (©Tyler Jones, UF/IFAS).
Biljke uzgojene u simuliranom lunarnom tlu s lijeve strane i u uzorcima prikupljenim tijekom misija Apollo 11, 12 i 17 s desne strane. Slika nastala 16 dana nakon sadnje talijinog uročnjaka (lat. Arabidopsis thaliana) (©Tyler Jones, UF/IFAS).

Istraživanje

Za ovu studiju istraživači su koristili uzorke lunarnog tlanazvanog regolit – uzete tijekom misija Apolla 11, 12 i 17, između 1969. i 1972. godine. U sva tri uzorka uzgajali su uobičajeni laboratorijski primjerak – malu biljku talijin uročnjak (Arabidopsis thaliana).

Za usporedbu, znanstvenici su također uzgajali talijin u vrsti tla napravljenom od vulkanskog pepela pronađenog na Zemlji, a koju je NASA nazvala JSC-1A. Ovo vulkansko tlo trebalo je simulirati lunarno tlo, koje je praškasto i puno abrazivnih fragmenata stakla.

„Fragmenti su zapravo prilično oštri i uglati,“ rekao je Stephen Elardo, geolog sa Sveučilišta Florida i koautor studije. Mjesečevo tlo također sadrži komadiće metalnog željeza, a stakleni fragmenti zarobljavaju džepove plinova, koje vulkanski pepeo ipak ne replicira u potpunosti.

Rezultati istraživanja

Istraživači su uspjeli uzgojiti talijin u sva tri uzorka. Biljke su najgore prošle u tlu Apolla 11, koje je bilo „najzrelije“, što znači da je tlo bilo najviše izloženo lunarnoj površini. Naime, budući da Mjesecu nedostaje zaštitna atmosfera poput Zemljine, njegovu površinu udaraju meteoriti, fragmenti atoma koje znanstvenici nazivaju kozmičkim zrakama i stalni tok nabijenih čestica koji struji sa Sunca.

Biljke su bolje rasle u uzorku Apolla 12., koji je bio manje zreo, te u uzorku Apollo 17 koji je bio najmanje zreo. Sve biljke uzgojene u laboratorijskom vulkanskom pepelu rasle su znatno brže i veće od bilo koje biljke na Mjesečevom tlu.

Ovakvi nalazi ujedno su pokazali istraživačima da simulirano lunarno tlo nije dobar pokazatelj te da – unatoč mnogim sličnostima s pravim Mjesečevim tlom – ima pojedine manjkavosti i značajne razlike.

Genetske promjene

Genetska analiza biljaka otkrila je da u usporedbi s biljkama uzgojenim u vulkanskom pepelu, one uzgojene u Mjesečevom tlu izražavaju mnoge genetske promjene.

Biljke Apolla 11 izrazile su promjene u 465 gena, dok su biljke Apollo 12 izrazile 265 gena različitim brzinama, a biljke Apollo 17 113. Većina tih promjena bila je povezana sa stresom. Kada su grupirali biljke prema izgledu, otkrili su da biljke koje su izgledale najgore – malene i crvenkasto-crne boje – imaju i najviše genetskih promjena povezanih sa stresom.

Rezultati sugeriraju da je tlo koje je više izloženo lunarnoj površini lošije za biljke, što može biti zbog promjena uzrokovanih izlaganjem kozmičkim zrakama i sunčevom vjetru.

Ako je to istina, tlo iz mlađih dijelova Mjeseca moglo bi biti učinkovitije u uzgoju zdravih biljaka. Iako bi čak i najzdravije od ovih biljaka bile zakržljale i sporo rasle, hrana koju proizvode ne bi nužno bila štetna i mogla bi biti hranjiva. Zapravo, mnoge vrste proizvoda s tamnom pigmentacijom, poput brusnica i borovnica, cijenjene su zbog svojih antioksidansa proizvedenih kao odgovor na oksidativni stres.

Jesu li biljke jestive?

Konzumiranje biljaka uzgojenih na ovakvom Mjesečevom tlu „vjerojatno neće predstavljati nikakvu prijetnju ljudima. Teško je reći, ali vjerojatnije je da su kemikalije koje biljke proizvode kao odgovor na stres one koje također pomažu ljudskim stresovima,“ rekla je Anna-Lisa Paul, znanstvenica hortikulture sa Sveučilišta Florida i koautorica studije.

Ipak, bit će potrebna buduća istraživanja kako bi se istražilo kako bi Mjesečevo tlo moglo utjecati na nutritivnu vrijednost i kvalitetu hrane koja se uzgaja u ovom tlu.

Lunarno tlo moglo bi nam pomoći otputovati na Mars

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Anna-Lisa Paul, Stephen M. Elardo, Robert Ferl, „Plants grown in Apollo lunar regolith present stress-associated transcriptomes that inform prospects for lunar exploration,“ Communications Biology 5 (2022).

Rebecca Sohn (13. svibnja 2022.), „Scientists grow 1st plants in moon soil,“ space.com (pristup 15. svibnja 2022).

Student povijesti koji u slobodno vrijeme voli čitati i pisati o svojim najdražim temama - povijesti, svemiru i astronomiji.