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月壤中首次成功培育出植物

来源:科技日报2022-05-16 13:48

  科技日报北京5月15日电 (记者张梦然)《通讯·生物学》杂志12日发表一项太空生物学实验,科学家研究了植物在月球上生长的可行性,表明与在地球火山灰中相比,拟南芥植株在月球土壤样本中的生长速度较慢,并表现出更多应激迹象。这些月壤是阿波罗任务中收集的样本。科学家指出,这些发现表明为了让植物能在月球土壤中有效生长,对植物和月壤的相互作用还需进一步研究。

  美国佛罗里达大学研究团队此次测试了月壤是否能支持植物生命,他们让拟南芥(一种产于欧洲和非洲的开花植物)在12个土壤样本中生长,这些土壤由阿波罗11号、12号和17号月球任务收集。由于每次任务中收集的样本来自不同土层,阿波罗11号的样本暴露于月球表面的时间比阿波罗12号和17号样本更久。研究团队检查了这些植物之间、以及与16份地球火山灰样本中生长的拟南芥相比是否存在生长和基因表达差异(火山灰的颗粒大小和矿物组成与月球土壤类似)。

  研究人员发现,种子虽然可以在所有土壤环境中生长,但月球土壤中的植物比在火山灰中长得更慢,需要更长时间展叶,有更多生长停滞根。虽有些月壤植株的形状和颜色与火山灰中生长的类似,但另一些生长受阻,含有发红的黑色素——这是植物应激的典型迹象。对3株较小颜色较暗淡植物进行的遗传分析表明,它们有超过1000个基因(大多与应激有关)的表达水平与火山灰中植株不同。

  此外,研究人员发现阿波罗11号采集样本中生长的植株,长势弱于阿波罗12号和17号样本中植株,与火山灰中植株相比表达了更多不同水平的基因。阿波罗11、12和17号收集样本中的植株分别表达了465、265和113个不同水平的基因。这些基因中71%与盐分、金属和含活性氧分子造成的应激有关。

  这些发现表明,月壤虽可用于种植,但它支持植物生长的水平不及火山灰,尤其是那些更暴露于月球表面的月壤。研究人员推测,宇宙射线和太阳风破坏了月壤,而且这些月壤中含有微小的铁颗粒,或诱发植物的应激反应,损害其发育。

  总编辑圈点

  在科幻电影《火星救援》中,有这样的桥段:宇航员千方百计在火星上种出土豆,并依靠土豆在火星生存下来。植物能够在月壤中生长的研究发现再次让我们脑洞大开:既然月壤中能生长出植物,未来能否在火星土壤中种出植物?另外,考虑到月球上的极端环境条件,尽管在月壤上种出植物,并不等于在月球上种出植物,但未来是否有可能在月球上营造出适合植物生长的“温室大棚”?这些问号,相信未来的太空探索会给出答案。

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