Ученые впервые в истории вырастили растения на почве с Луны

Ученые впервые вырастили растения в лунной почве — используя образцы грунта, собранные во время миссий «Аполлона-11» на Луну в 1969 году. Это первый случай, когда растения проросли в почве с другого небесного тела.

Ожидают, что исследование может заложить основу для выращивания растений на Луне. По крайней мере, теперь мы доказали, что это теоретически возможно — если снабжать их кислородом и питательными веществами.

Но эксперимент также показал, насколько это большой стресс для растений — расти в лунном реголите, почве, которая так сильно отличается от их естественной среды обитания.

Результаты эксперимента были опубликованы ^[1] вчера в журнале Communications Biology.

В тексте ученые говорят, что растения однозначно показали, что в образцах почвы, доставленных с Луны, нет каких-либо скрытых патогенов или других неизвестных компонентов, которые могли бы нанести вред земной жизни. А значит, Луна может выступать в качестве хаба для экспериментов по освоению космоса, в том числе для построения колонии, которая смогла бы питать сама себя.

Резуховидка Таля

Эксперимент готовился очень давно — прошло 15 лет с тех пор, как исследователи впервые предложили свою работу и запросили лунные образцы. Их запрос был удовлетворен 18 месяцев назад. В общей сложности они получили 12 граммов грунта, собранного в основном «Аполлоном-11» (но также миссиями «12» и «17»).

Всего в эксперименте участвовали 12 растений. Пластиковые «горшочки» для них были размером с наперсток. Такие обычно используются для культивирования клеток. Каждый из них заполнили граммом лунного грунта, добавили воду и чуть-чуть удобрений, а также несколько семян цветка Arabidopsis thaliana (резуховидки Таля ^[2]). Этот цветок известен тем, что быстро растет и умеет выживать в любых неблагоприятных условиях, и сейчас распространился по всем континентам, кроме Антарктиды. Но в то же время это не мох и не лишайник: он умеет вырабатывать кислород, съедобен (хоть и неприятен на вкус), и в целом устроен гораздо сложнее.

Резуховидка Таля — одно из простейших цветковых растений, поэтому над ним так любят проводить эксперименты. Например, в 2019 году его семена на обратную сторону Луны отправляли китайцы на корабле «Чанъэ-4 ^[3]». Китайские ученые хотели проверить, можно ли создать в космическом аппарате замкнутую экосистему, где личинки шелкопряда выделяли бы углекислый газ, а растения преобразовывали бы его в кислород с помощью фотосинтеза. К сожалению, тогда эксперимент не удался: все организмы погибли в первую лунную ночь, наступившую после посадки аппарата.

Но на этот раз у американцев из Университета Флориды всё прошло очень успешно. На удивление, почти все семена, посаженные в темный лунный грунт, проросли и начали расти. Это говорит о том, что такая почва не мешает гормонам и сигналам, участвующим в развитии растений.

Почва не из мира сего

Но ростки резуховидки показывали, что они вообще не в восторге от места своего обитания. Сеянцы были меньше и росли медленнее по сравнению со своими соседями-братьями, выращенными в земных почвах. Корни были чахлые, листья — узенькими. Даже в вулканическом пепле цветок рос куда бодрее.

Резуховидка постоянно используется в исследованиях, поэтому её генетический код давно хорошо изучен. И это позволило исследователям изучить, как чужеродная почва повлияла на экспрессию генов растения. И оказалось, что три самых мелких растения показывали более 1000 генов, связанных со стрессом. Они использовали инструменты, обычно применяемые для борьбы с такими веществами в грунте как соль и металлы. Хотя никаких солей в лунном грунте не оказалось, а металлических частиц не сильно больше, чем в земной.

Хуже всего показали себя ростки, выращенные в почве, собранной на миссии «Аполлон-11». Они стали слегка пурпурными — возможно, потому, что почва в свое время подверглась более суровому воздействию космической среды во время транспортировки. Растения, выращенные в образцах с «Аполлона-12» и «Аполлона-17», выглядели лучше.

Космические теплицы

Даже растения, которые выглядели здоровыми, судя по генному анализу, старались изо всех сил. Лунная поверхность регулярно бомбардируется космическими лучами и солнечным ветром, содержит частицы железа и мельчайшие осколки стекла. Теперь ученые хотят найти наиболее эффективный способ выращивания растений в такой почве. И помочь саженцам избежать стрессовых факторов.

Резуховидка Таля принадлежит к тому же семейству растений, что и брокколи, кудрявая капуста, репа и цветная капуста. Поэтому такой анализ может стать основой для будущих космических теплиц. Подтвердив, что выращивание чего-то в лунном грунте возможно на практике, ученые теперь хотят искать добавки, которые лучше всего этому способствуют. И искать растения, которые будут полезны будущим колонистам, и при этом развиваются лучше всего.

Cпециальный промокод для читателей нашего блога:

— 15% на все тарифы VDS ^[4] (кроме тарифа Прогрев) — по коду HabrFIRSTVDS.

Более 50 тысяч активных серверов и 10 тысяч клиентов, которые с нами больше 5 лет.