Земное растение способно расти в лунном грунте

В эксперименте ученых Флоридского университета впервые удалось вырастить живое растение, использовав в качестве почвы образцы грунта, привезенные с Луны американскими астронавтами.

В ходе пилотируемых экспедиций на Луну по программе «Аполлон» с 1969 по 1972 годы на Землю было доставлено 382 килограмма лунного грунта (реголита). Также его образцы доставлялись советскими автоматическими станциями серии «Луна», а в 2020 году новую порцию грунта добыл китайский аппарат «Чанъэ-5». Биологи, стоящие за этим новым исследованием, потратили 11 лет на отправку запросов в NASA, чтобы получить порцию грунта для своего эксперимента. Опытным путем они установили, что минимальное количество почвы, необходимое для роста арабидопсиса Таля (Arabidopsis thaliana), составляет один грамм. Так как для статистически достоверных результатов ученые хотели вырастить не менее четырех растений, они запросили и в итоге получили четыре грамма реголита, собранного экипажами кораблей «Аполлон-11», «Аполлон-12» и «Аполлон-17».

В качестве контрольной группы в исследовании выступали арабидопсисы, выращенные на стандартном грунте, который применяется в NASA для имитации грунта Луны при испытаниях космических аппаратов — JSC-1A, а также на вулканическом пепле. Исследователи помещали семена в образцы и поливали их. При добавлении воды к лунным образцам команда обнаружила, что вода скапливается на поверхности почвы, поэтому каждый образец нужно было перемешивать, чтобы почва была равномерно влажной. Через два дня семена начали прорастать. «Всё проросло. Не могу передать, как мы были удивлены! Каждое растение — будь то лунный образец или контрольный — выглядело одинаково примерно до шестого дня», — говорит первый автор исследования Анна-Лиза Пол (Anna-Lisa Paul).

После шестого дня в развитии растений появились отличия. Арабидопсисы, которые были посажены в реголит, росли медленнее, имели более чахлые корни, более мелкие листья и красноватую пигментацию, что служит признаком испытываемого стресса.

Через 20 дней исследователи измельчили растения и выделили их РНК. Секвенировав РНК, они определили, что у растений активизирована работа генов, связанных с реакцией на стресс. Подобная картина наблюдается у арабидопсиса, когда в почве слишком много соли, тяжелых металлов или активных форм кислорода. Примечательно, что реакция растений зависела от того, где на Луне были собраны образцы реголита. Образцы, взятые глубоко под лунной поверхностью, оказались лучшим субстратом для роста, чем взятые с поверхности.

Ученые пришли к выводу, что, хотя лунные реголиты могут быть полезны для выращивания растений, они не являются благоприятным субстратом. «Взаимодействие между растениями и лунным реголитом необходимо будет дополнительно изучить и, вероятно, смягчить, чтобы наилучшим образом обеспечить эффективное использование лунного реголита для жизнеобеспечения на лунных станциях», — пишут исследователи.

Исследование опубликовано в журнале Communications Biology.