科學家經過試驗研討了植物在月球上成長的可行性,標明與在地球火山灰中比較,擬南芥植株在月球土壤樣本中的成長速度較慢,并表現出更多應激跡象。這些月壤是阿波羅使命中搜集的樣本。作者指出,這些發現標明為了讓植物能在月球土壤中有效成長,對植物和月壤的相互作用還需進一步研討。相關研討結果5月12日發表于《通訊—生物學》。
美國佛羅里達大學的Robert Ferl和同事測試了月壤是否能支持植物生命,他們讓擬南芥(一種產于歐洲和非洲的開花植物)在十二個土壤樣本中成長,這些土壤由阿波羅11號、12號和17號月球使命搜集。
Rob Ferl正在稱量月壤,這些樣本自阿波羅11號、12號和17號使命帶回后一直封存在試管中。圖片來自Tyler Jones
由于每次使命中搜集的樣本來自不同土層,阿波羅11號的樣本露出于月球外表的時間比阿波羅12號和17號樣本更久。研討者檢查了這些植物之間、以及與16份地球火山灰樣本中成長的擬南芥比較是否存在成長和基因表達差異(火山灰的顆粒巨細和礦藏組成與月球土壤相似)。
研討者發現,種子盡管可以在所有土壤環境中成長,但月球土壤中的植物比在火山灰中長得更慢,需求更長時間展葉,有更多成長停滯根。雖有些月壤植株的形狀和色彩與火山灰中成長的相似,但另一些成長受阻,含有發紅的黑色素——這是植物應激的典型跡象。對三株較小色彩較昏暗植物進行的遺傳剖析標明它們有超越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。
到第16天火山灰中的植物(左)和月壤中的植物(右)已經有了明顯的生理差異 圖片來自Tyler Jones
此外,研討者發現阿波羅11號收集樣本中成長的植株,長勢弱于阿波羅12號和17號樣本中植株,與火山灰中植株比較表達了更多不同水平的基因。阿波羅11、12和17號搜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。
Anna-Lisa Paul在進行精密的植物收取工作,以便進行后續的基因剖析。圖片來自Tyler Jones
這些發現標明,月壤雖可用于種植,但它支持植物成長的水平不及火山灰——尤其是那些更露出于月球外表的月壤。研討者推測,宇宙射線和太陽風破壞了月壤,并且這些月壤中含有微小的鐵顆粒,或誘發植物的應激反應,危害其發育。
相關論文信息:
https://doi.org/10.1038/s42003-022-03334-8
作者:馮麗妃 來歷:中國科學報