Još na prvoj ljudskoj misiji na Mjesec, Apollo 11, astronauti su donijeli uzorke lunarnog tla, stijena, odnosno regolita, na Zemlju. Opisali su kako to tlo miriše „na barut“. Uzorci su stizali i s narednih misija u toku ovog programa. Danas, u osvit nove misije na Mjesec, Artemis, naučnici se vraćaju starim uzorcima mjesečevog regolita i na njima uspješno uzgajaju biljke.
„Ovo istraživanje je ključno za NASA-ine dugoročne ciljeve istraživanja ljudi jer ćemo morati koristiti resurse pronađene na Mjesecu i Marsu za razvoj izvora hrane za buduće astronaute koji žive i djeluju u dubokom svemiru”, rekao je NASA-in administrator Bill Nelson. „Ovo temeljno istraživanje rasta biljaka također je ključni primjer kako NASA radi na otključavanju poljoprivrednih inovacija koje bi nam mogle pomoći razumjeti kako biljke mogu prevladati stresne uslove u područjima s oskudnom hranom ovdje na Zemlji.”
Rad o tome kako biljke mogu rasti na tlu Mjeseca objavljen je 12. maja 2022. u časopisu Communications Biology.
Naučnici su uzgojili biljku naučnog naziva Arabidopsis thaliana, koja srodnik je gorušici i kupusu. Ova se biljka inače često koristi kao model u naučnim istraživanjima biljne biologije. Zbog svoje male veličine i lakoće rasta, jedna je od najproučavanijih biljaka na svijetu. Naučnici znaju kako izgledaju njeni geni, koje informacije nose, kako se biljka ponaša u različitim okolnostima, čak i kako raste u svemiru.
Za uzgoj Arabidopsisa, naučnici su koristili uzorke regolita prikupljene u misijama Apollo 11, 12 i 17, sa samo gramom regolita za svaku biljku. Tim je uzorcima dodao vodu, a zatim sjemenke i hranjivu otopinu. Biljke su krenule nicati natn dva dana.
„Nakon dva dana počele su nicati”, rekla je Anna-Lisa Paul, koja je također profesorica hortikulturnih znanosti na Sveučilištu Florida, i koja je prva autorica rada. „Sve je niknulo. Ne mogu vam reći koliko smo bili zapanjeni! Svaka biljka – bilo u lunarnom uzorku ili u kontroli – izgledala je isto do otprilike šestog dana.”
Nakon šestog dana, međutim, bilo je jasno da biljke uzgajane na mjesečevom tlu nisu bile tako robusne kao biljke kontrolne grupe koje su rasle u vulkanskom pepelu. Biljke su rasle sporije i zakržljale korijenje; osim toga, neke su imale zakržljalo lišće i crvenkastu pigmentaciju.
Nakon 20 dana, neposredno prije nego što su biljke počele cvjetati, tim je ubrao biljke, samljeo ih i proučavao RNK. U biološkom sistemima, geni se dekodiraju u više koraka. Prvo, geni ili DNK se transkribiraju u RNK, koja se potom translatira u protein – slijed aminokiselina. Ti su proteini odgovorni za provođenje mnogih bioloških procesa u živom organizmu. Sekvenciranje RNK otkrilo je obrasce gena, što je pokazalo da su biljke bile pod stresom i da su reagovale onako kako su istraživači vidjeli da Arabidopsis reaguje na rast u drugim teškim okruženjima, kao što je kada tlo ima previše soli ili teških metala.
Ovo znači da biljke, ako se zalijevaju, mogu nići na lunarnom tlu i razviti se, ali su pod stresom i to nisu optimalni uslovi za njih.
Zanimljivo je da su biljke drugačije reagovale ovisno o tome koji je uzorak u pitanju: svaki je sakupljen iz različitih područja na Mjesecu. Biljke uzgojene u uzorcima Apolla 11 nisu bile tako robusne kao druga dva seta. Ipak, biljke su rasle.
Ovaj eksperiment otvara put potencijalnom uzgajanju biljaka na Mjesecu, ali ne samo to. Može li nam razumijevanje aktivnosti gena kada se biljke trebaju prilagoditi rastu u regolitu pomoći da shvatimo kako smanjiti stresnu prirodu mjesečevog tla? Jesu li neki materijali iz različitih područja Mjeseca pogodniji za uzgoj biljaka od drugih? Odnosno – da li su neka područja Mjeseca plodnija, baš kao što je to slučaj na Zemlji?
„Ne samo da nam je ugodno imati biljke oko sebe, posebno dok se upuštamo u nova odredišta u svemiru, već bi one mogle pružiti dodatne hranjive tvari u našoj prehrani i omogućiti buduća ljudska istraživanja”, rekla je Sharmila Bhattacharya, programska naučnica NASA-inog Odjela za biološke fizičke nauke. „Biljke su ono što nam omogućuje da budemo istraživači.”
