By 科学家们利用阿波罗登月任务[3]期间收集的样本在月球土壤中种植了植物。这是植物第一次在地球上从另一个天体的土壤中发芽和生长。
这项研究可以为在月球上生长提供氧气和食物的植物奠定基础，这是一个及时的考虑，因为美国国家航空航天局的阿尔忒弥斯计划希望在本十年晚些时候将第一位女性和第一位有色人种降落在月球南极。
这是植物第一次在月球土壤中发芽生长，为在月球上种植提供氧气和食物的植物奠定了基础。
（左起） Anna-Lisa Pau l和佛罗里达大学食品与农业科学研究所的 Rob Ferl 展示使用月球土壤。
“植物帮助确定从月球带回的土壤样本没有含有病原体或其他会损害陆地生命的未知成分，但这些植物只沾满了月球风化层，实际上从未在其中生长，”该研究的共同作者，佛罗里达大学食品和农业科学研究所园艺科学研究教授 Anna-Lisa Paul 说。
佛罗里达大学负责研究的助理副校长、该研究的合著者之一 Rob Ferl 表示：“这是一个关键发现——植物在月球土壤中生长。这非常令人震惊，因为植物从来没有去过月球，种子也从未适应过在那里生活。”
“对于未来更长的太空任务，我们可能会将月球用作枢纽或发射台，” Ferl 在一份声明中说。“那么，当你在月球土壤中种植植物时会发生什么，这完全超出了植物的进化经验？植物在月球温室中会做什么？我们能有月球农民吗？”
历史样本
这是一项酝酿已久的实验，自研究人员首次提出月球样本的建议和要求以来，已经过去了15年，该请求终于在18个月前获得批准。
研究小组要求 NASA 提供阿波罗17号任务期间收集的4克月球土壤。NASA 阿波罗样品策展人瑞安·齐格勒（ Ryan Zeigler ）看到了从不同的阿波罗任务中提供更多样品的科学价值，最终提供了从阿波罗11号、12号和17号任务中收集的月球土壤，共12克。
“这使我们能够更深入地研究月球风化层对植物的影响，这比我们本来能够做到的要大，” Paul 说。
拟南芥植物，俗称页岩水芹，从月球土壤中发芽。
拟南芥植物，俗称页岩水芹，从月球土壤中发芽。
研究人员使用了通常用来培育细胞的器皿作为“花盆”，每一格填充1克月球土壤，再添加营养物质和水，然后撒下一些拟南芥的种子。
拟南芥是一种原产于欧亚和非洲的小型开花植物，对研究人员来说，它是一种有吸引力的植物标本，因为它经过了充分的研究，其遗传密码已经绘制完成 – 这使得研究人员能够研究外来土壤如何影响植物的基因表达。
同时，拟南芥的种子也被种植在模拟月球土壤的合成物质和火山灰中，以便和月球土壤种植的植物做对比。
好消息和坏消息
好消息是，所有的种子都发芽并开始生长了。
但坏消息是，在第一周之后，月球土壤的粗糙度和其他特性对这些植物造成了很大的压力，以至于它们的生长速度比种植在模拟月球土壤中的幼苗要慢。
对比试验
到第16天，生长在火山灰中的植物(左)与生长在月球土壤中的植物(右)之间有明显的物理差异。
拟南芥的幼苗在适应月球土壤时表现出挣扎的迹象。与模拟月球土壤中生长的植物相比，播种在月球土壤中的植物生长得更慢、更小，并且表现出更多的压力迹象，例如色素沉着和压力相关基因的表达。
虽然在月球土壤中种植的植物都在发芽生长，但在阿波罗11号样品中生长的植物比在阿波罗12 号和17号样品中的植物表现更差，这表明月球土壤之间也存在差异。
阿波罗11号样本暴露在太阳和宇宙辐射的时间最长。研究人员推测，长期高能轰击的影响可能使月球风化层对生物学特别敏感。月球表面经常受到宇宙辐射和太阳风的轰击，还有铁粒子和微小玻璃碎片的影响，所有这些元素都会影响植物的生长。
后续研究
（左起） Ferl 和 Paul 在LED灯下种植种子，这些LED灯调谐到光合植物生长的最佳波长。
研究人员希望进行后续研究，了解在月球环境中种植植物是如何改变月球土壤的，以及如何启动月球温室等问题。
进一步的研究还可以帮助研究人员确定在月球土壤中种植植物的最有效方法。研究人员还想要清楚地了解这些植物的营养价值，以及它们是否受到土壤的影响。
虽然拟南芥是可食用的，但它不好吃，也不被认为是一种粮食作物。但它与西兰花、羽衣甘蓝、芜菁和花椰菜属于同一植物科。
美国国家航空航天局航天仿生学首席科学家 Sharmila Bhattacharya 认为植物生长的发现“相当令人兴奋”，并表示该研究为科学家提供了许多后续机会。
他在一封电子邮件中写道:“我们需要研究如何让植物在风化层基质中生长得更好。例如，我们是否需要添加其他组件来帮助植物生长，如果需要，它们是什么？是否有其他植物能更好地适应这些风化层基质，如果有的话，哪些特性使它们更能适应这些环境？”
“这就是科学令人兴奋的地方，每一个新发现都会带来更独特和变革性的结果，然后我们可以利用这些结果来帮助提高我们未来太空探索任务的可持续性！”
科学家表示，理想的情况是，未来的宇航员可以利用月球的可用土壤资源进行室内种植，而不是建立一个水培系统。在月球上种植植物是在月球上长期停留的关键，它不仅能为宇航员和其他访客提供食物，还有助于提供干净的空气和水。
参考来源：
[1]植物有史以来第一次在月球土壤中生长 – CNN
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