月壤中首次成功培育出植物

《通訊·生物學(xué)》雜志5月12日發(fā)表一項(xiàng)太空生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)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，并表現(xiàn)出更多應(yīng)激跡象。這些月壤是阿波羅任務(wù)中收集的樣本?？茖W(xué)家指出，這些發(fā)現(xiàn)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(jìn)一步研究。

美國佛羅里達(dá)大學(xué)研究團(tuán)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(chǎn)于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(wù)收集。由于每次任務(wù)中收集的樣本來自不同土層，阿波羅11號的樣本暴露于月球表面的時間比阿波羅12號和17號樣本更久。研究團(tuán)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(dá)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(fā)現(xiàn)，種子雖然可以在所有土壤環(huán)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(fā)紅的黑色素——這是植物應(yīng)激的典型跡象。對3株較小顏色較暗淡植物進(jìn)行的遺傳分析表明，它們有超過1000個基因（大多與應(yīng)激有關(guān)）的表達(dá)水平與火山灰中植株不同。

此外，研究人員發(fā)現(xiàn)阿波羅11號采集樣本中生長的植株，長勢弱于阿波羅12號和17號樣本中植株，與火山灰中植株相比表達(dá)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(dá)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(yīng)激有關(guān)。

這些發(fā)現(xiàn)表明，月壤雖可用于種植，但它支持植物生長的水平不及火山灰，尤其是那些更暴露于月球表面的月壤。研究人員推測，宇宙射線和太陽風(fēng)破壞了月壤，而且這些月壤中含有微小的鐵顆粒，或誘發(fā)植物的應(yīng)激反應(yīng)，損害其發(fā)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土豆，并依靠土豆在火星生存下來。植物能夠在月壤中生長的研究發(fā)現(xiàn)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(huán)境條件，盡管在月壤上種出植物，并不等于在月球上種出植物，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。