月壤中首次成功培育出植物

《通訊·生物學(xué)》雜志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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)，對(duì)植物和月壤的相互作用還需進(jìn)一步研究。

美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)此次測(cè)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(kāi)花植物）在12個(gè)土壤樣本中生長(zhǎng)，這些土壤由阿波羅11號(hào)、12號(hào)和17號(hào)月球任務(wù)收集。由于每次任務(wù)中收集的樣本來(lái)自不同土層，阿波羅11號(hào)的樣本暴露于月球表面的時(shí)間比阿波羅12號(hào)和17號(hào)樣本更久。研究團(tuán)隊(duì)檢查了這些植物之間、以及與16份地球火山灰樣本中生長(zhǎng)的擬南芥相比是否存在生長(zhǎng)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(lèi)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(zhǎng)，但月球土壤中的植物比在火山灰中長(zhǎng)得更慢，需要更長(zhǎng)時(shí)間展葉，有更多生長(zhǎng)停滯根。雖有些月壤植株的形狀和顏色與火山灰中生長(zhǎng)的類(lèi)似，但另一些生長(zhǎng)受阻，含有發(fā)紅的黑色素——這是植物應(yīng)激的典型跡象。對(duì)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(guò)1000個(gè)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(hào)采集樣本中生長(zhǎng)的植株，長(zhǎng)勢(shì)弱于阿波羅12號(hào)和17號(hào)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(hào)收集樣本中的植株分別表達(dá)了465、265和113個(gè)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(zhǎng)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(cè)，宇宙射線(xiàn)和太陽(yáng)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。

總編輯圈點(diǎn)

在科幻電影《火星救援》中，有這樣的橋段：宇航員千方百計(jì)在火星上種出土豆，并依靠土豆在火星生存下來(lái)。植物能夠在月壤中生長(zhǎng)的研究發(fā)現(xiàn)再次讓我們腦洞大開(kāi)：既然月壤中能生長(zhǎng)出植物，未來(lái)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(lái)是否有可能在月球上營(yíng)造出適合植物生長(zhǎng)的“溫室大棚”？這些問(wèn)號(hào)，相信未來(lái)的太空探索會(huì)給出答案。