稱量月壤，自阿波羅11號(hào)、12號(hào)和17號(hào)任務(wù)帶回后一直封存在試管中（圖源Tyler Jones）。 施普林格·自然 供圖
稱量月壤，自阿波羅11號(hào)、12號(hào)和17號(hào)任務(wù)帶回后一直封存在試管中（圖源Tyler Jones）。 施普林格·自然 供圖
中新網(wǎng)北京5月13日電 (記者 孫自法)施普林格·自然旗下開(kāi)放獲取專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)期刊《通訊-生物學(xué)》最新發(fā)表一篇太空生物學(xué)研究論文，研究人員通過(guò)一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究了植物在月球上生長(zhǎng)的可行性，結(jié)果表明，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。
安娜-麗莎·保羅在進(jìn)行精細(xì)的植物收取工作，以便進(jìn)行后續(xù)的基因分析(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖
該論文指出，此次研究用月壤是阿波羅任務(wù)中收集的樣本，最新的研究發(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。
安娜-麗莎·保羅(左)和羅伯特·費(fèi)爾(右)正在實(shí)驗(yàn)室中操作月壤(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖
這項(xiàng)研究由美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)的安娜-麗莎·保羅(Anna-Lisa Paul)、羅伯特·費(fèi)爾(Robert Ferl)和斯蒂芬·埃拉爾多(Stephen M. Elardo)共同完成，為測(cè)試月壤是否能支持植物生命，他們讓一種產(chǎn)于歐洲和非洲的開(kāi)花植物擬南芥(Arabidopsis thaliana)在12個(gè)月球土壤樣本中生長(zhǎng)，這些月球土壤由阿波羅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。研究者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)。
到第16天，火山灰中植物(左)和月壤中植物(右)已有明顯的生理差異(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖
他們研究發(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)三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。
研究者收集月壤中的擬南芥(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖
此外，研究者發(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)。
將實(shí)驗(yàn)中的植物放入試管中準(zhǔn)備進(jìn)行基因分析(圖源Tyler Jones)。 施普林格·自然 供圖
論文作者表示，這些研究發(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。他們推測(cè)，宇宙射線和太陽(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。(完)
