人類「月球移民」的第一步?科學家在月壤中,培育出第一株植物

月球是距離地球最近的天體,同時也是迄今為止人類所到達過的最遠天體。從上世紀60年代中期到現在,人類已經向月球發射了100多枚探測器,而且前蘇聯、美國和中國先后成功從月球上采集到土壤樣本并帶回地球,通過相應的觀測、檢測和分析,人們對月球的地形地貌、土壤結構和組成、月球表面太陽風等情況有了越來越深入的認知,這對于準確和深入掌握月球甚至太陽系的形成和演化,都起到了重要作用。

月球種植植物的重要意義

距離人類上次登月,時間已經過去了足足50多年,近年來,隨著科學技術的發展和深空探測的需要,對月球開展新一輪探測已經成為世界航天領域的「頭等大事」。

在2030年前的這幾年時間里,美國將要著力實施「阿爾忒彌斯」登月,準備將世界上第一名女性送上月球。中國還繼續實施嫦娥探月計劃,為將來建造月球永久性基地打下堅實基礎。日本、印度、歐空局等也將會有一系列的大動作,希望在月球探測上有所作為。相信在接下來的數年時間里,月球上的探測器以及人類的活動,將會使這顆荒涼的星球上格外「熱鬧」。

那麼,如果想要在月球上長期駐留,必須要有適應月球環境的各種配套措施作為支撐,比如能夠抵擋月球惡劣環境的建筑物、能夠有自給自足的液態水和氧氣、能夠支撐綠色植物生長的環境等等。拿種植植物來說,如果在月球上可以安全、有效地提供支撐植物生長的環境,那麼不但可以為航天員或者未來的移居人類提供食物來源,同時還能夠實現凈化空氣、去除人類呼出的二氧化碳以及生產清潔水等目的。

近期,美國科學家在地球上做了個實驗,直接選用上世紀60年代末、70年代初從月球上帶回來的月壤進行植物培育,選擇的土壤包括三個批次,分別是阿波羅 11 號、12 號和 17 號期間帶回的月球土壤樣本。當然,美國的這個實驗也有不足之處,那就是沒有讓受試的植物經受月球惡劣環境的考驗,只是嘗試月球土壤到底能不能支撐綠色植物的生長發育。

美國此次實驗的結論

在實驗中,研究人員一共設置了四個比對組,除了三次帶回的月壤之外,還增加了一個對照組,即實驗室制造的火山灰。在這四份土壤樣本中均種植了擬南芥這種植物,通過對比監測,研究人員發現,火山灰中生長的植物,要比月球土壤中的任何植物生長得更快、更大。

在三份依托月壤種植的植物中,阿波羅11號樣本表現最差,生長最慢;處于中間的為阿波羅17號;長勢最好的是阿波羅12號。

而通過植物基因組變化的深入檢測,研究人員發現,種植在阿波羅11號月壤樣本的擬南芥,發生了465組基因的明顯變化,而種植在阿波羅17號和12號月壤的植物中,發生變化的基因組數量僅有265個和113個,這些基因的變化與經受月壤成分的「壓力」這種不利因素有關,直接對應著對鹽類、金屬以及氧化等的應激反應。

這項研究的結果是,如果綠色植物在滿足比較充裕的水分、陽光以及氧氣、二氧化碳供應的基礎上,即使是在月壤中也是可能生長發育的,只不過受到月壤中「刺激」性的成分影響,生長發育要遲緩的多。而且月壤中「刺激性」物質越多,那麼植物生長所受到的抑制程度就越大,這說明,來自月球較年輕部分的土壤,可能更有效地種植健康植物。

但是,科學家們看到,美國在地球實驗室開展的這項實驗,并不能完全代替月球表面的真實情況,假如將這些植物,暴露于宇宙射線和太陽風的環境中,月球土壤中的這些培育植物,生長情況應該會更加糟糕。

因此,對于月球土壤能否支撐生命系統的構建,還需要更加深入的研究,后續美國、中國等航天大國開展的升級版登月計劃中,很有可能將這一實驗繼續深化,直接拿到月球上去做,而且側重點會在以往月壤的營養成分基礎上,向如果提高月壤種植食物的營養價值和質量上轉變。

搶先看最新趣聞請贊下面專頁

用戶評論