月球上能種植嗎?最新研究稱擬南芥植株在月壤中生長速度較慢

2022年05月13日11:24

中新網北京5月13日電 (記者 孫自法)施普林格·自然旗下開放獲取專業學術期刊《通訊-生物學》最新發表一篇太空生物學研究論文,研究人員通過一項實驗研究了植物在月球上生長的可行性,結果表明,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,並表現出更多應激跡象。

安娜-麗莎·保羅在進行精細的植物收取工作,以便進行後續的基因分析(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖
安娜-麗莎·保羅在進行精細的植物收取工作,以便進行後續的基因分析(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖

  該論文指出,此次研究用月壤是阿波羅任務中收集的樣本,最新的研究發現表明,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一步研究。

安娜-麗莎·保羅(左)和羅伯特·費爾(右)正在實驗室中操作月壤(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖
安娜-麗莎·保羅(左)和羅伯特·費爾(右)正在實驗室中操作月壤(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖

  這項研究由美國佛羅里達大學的安娜-麗莎·保羅(Anna-Lisa Paul)、羅伯特·費爾(Robert Ferl)和斯蒂芬·埃拉爾多(Stephen M. Elardo)共同完成,為測試月壤是否能支持植物生命,他們讓一種產於歐洲和非洲的開花植物擬南芥(Arabidopsis thaliana)在12個月球土壤樣本中生長,這些月球土壤由阿波羅11號、12號和17號月球任務收集。由於每次任務中收集的樣本來自不同土層,阿波羅11號的樣本暴露於月球表面的時間比阿波羅12號和17號樣本更久。研究者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差異(火山灰的顆粒大小和礦物組成與月球土壤類似)。

到第16天,火山灰中植物(左)和月壤中植物(右)已有明顯的生理差異(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖

  他們研究發現,種子雖然可以在所有土壤環境中生長,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,含有發紅的黑色素——這是植物應激的典型跡象。對三株較小顏色較暗淡植物進行的遺傳分析表明,它們有超過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。

研究者收集月壤中的擬南芥(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖
研究者收集月壤中的擬南芥(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖

  此外,研究者發現阿波羅11號採集樣本中生長的植株,長勢弱於阿波羅12號和17號樣本中植株,與火山灰中植株相比表達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。

將實驗中的植物放入試管中準備進行基因分析(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖
將實驗中的植物放入試管中準備進行基因分析(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖

  論文作者表示,這些研究發現表明,月壤雖可用於種植,但它支持植物生長的水平不及火山灰——尤其是那些更暴露於月球表面的月壤。他們推測,宇宙射線和太陽風破壞了月壤,而且這些月壤中含有微小的鐵顆粒,或誘發植物的應激反應,損害其發育。(完)

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽