Článek
Američané pokořili další milník a získali nové prvenství v dobývání vesmíru. Dokázali totiž na Zemi vypěstovat rostliny v půdě z jiného kosmického tělesa. V tomto případě z Měsíce a prachu sesbíraného při třech misích Apollo. A to sice 11 a 12 v roce 1969 a 17 v roce 1972.
Vědci úspěch původně ani nepředpokládali. Vzorky prý neměly být pro růst čehokoliv biologického vhodné. Drobná zeleň v nich ale přesto vyklíčila. A tak už teď uvažují o sklenících přímo na lunárním povrchu. Pro budoucí lidskou posádku by tam mohly totiž produkovat jak jídlo, tak i cenný kyslík.
Kurátor vzorků pokusu věřil. Poslal vědcům třikrát víc prachu
Výsledky experimentu zveřejnil ve čtvrtek v detailní studii uznávaný odborný časopis Nature. Autory jsou vědci z Floridské univerzity. Ti pro svou laboratorní zahrádku chtěli od NASA původně jen čtyři gramy vzácného měsíčního prachu. A to právě z mise Apollo 17. Jeden gram měl přitom vycházet na jednu rostlinu. Kurátor vzorků prý ale v pokusu viděl jeho potenciální vědecký přínos a poslal jim 12 gramů půdy.
„To znamenalo podstatný rozdíl v tom, že nám to umožnilo hlubší vědecký pohled na efekty lunárního regolitu (různorodý nezpevněný horninový materiál, pozn. red.) na rostliny, než jaký bychom měli předtím,“ vysvětlila profesorka hortikultury na Institutu potravinářství a zemědělství Floridské univerzity a spoluautorka studie Anna-Lisa Paul pro server CNN.
Nejdražší snítka na Zemi? Pár zrnek za 12 milionů
Všech šest misí Apollo získalo mezi lety 1969 a 1972 z povrchu Měsíce celkem 382 kilogramů hornin, kamenů, písku a prachu. Zrnek menších než centimetr přivezlo třeba Apollo 11 ale pouze 492 gramů. Letos v dubnu se pak například jenom pár částeček prodalo v dražbě za více než půl milionu dolarů. Neil Armstrong je měl sesbírat údajně hned po jeho památné větě o malém kroku pro člověka. Do aukce se dostaly výjimečně.
Vědci z Floridské univerzity přitom také neměli k experimentu lehkou cestu. Od první žádosti o vzorky uplynulo už 15 let. Povolení získali teprve před 18 měsíci a hned se pustili do práce. Jako květináče použili plastové odměrky velikosti náprstku. Běžně v nich pěstovali buněčné kultury.
Tentokrát ale do každé nasypali gram lunárního prachu, přidali živiny, vodu a zasadili do ní pár semínek huseníčku rolního. Plevelu, který se jako modelový organismus ke studiu molekulární genetiky rostlin používá často. A mohli tak na něm dobře zkoumat vliv mimozemské půdy na jeho buněčnou strukturu. Rostlina už navíc dříve byla také na palubě raketoplánu a ISS, takže dat ke srovnání měli víc než dost.
Huseníček ale zasadili také do kontrolních vzorků. Například syntetického materiálu simulujícího měsíční půdu nebo do vulkanického prachu a dalších látek z extrémních prostředí. K překvapení vědců vyklíčil ze všech, i z lunárního prachu, do dvou dní.
„Nepředpokládali jsme to,“ uvedla Anna-Lisa Paul. „Prozradilo nám to, že měsíční půda nijak nenarušila tok hormonů a signálů zahrnutých v procesu rašení rostlin.“
Přece jen trochu nepřátelská půda
Po šesti dnech už ale na dvanácti měsíčních semenáčích začali oproti rostlinkám v běžné zemině pozorovat rozdíly. Byly menší, rostly pomaleji a měly zakrnělé kořeny. Vedle těch ve vulkanickém prachu jim také trvalo déle rozvinout listy. A některé pak na nich měly černé skvrny, tedy projev stresu. Na molekulární úrovni vykázalo jeho působení přes tisíc genů. Semenáče ale nezemřely. A proto vědci experiment vyhodnotili jako úspěšný a budou se z něj dál učit.
„Na genetické úrovni se v rostlinách aktivovaly části typicky používané k vypořádání se se stresory jako solí, kovy nebo oxidačním stresem. Takže z toho můžeme usuzovat, že rostliny vnímají měsíční půdu jako stresující prostředí,“ dodala také spoluautorka studie.
„Údaje o genetické reakci chceme nakonec použít na to, abychom zjistili, jak zlepšit reakce na stres na úroveň, při které rostliny – konkrétně plodiny – budou schopné růst v lunárním prachu jen s velice malým dopadem na jejich zdraví,“ doplnila Anna-Lisa Paul.
Nejhůře semenáče huseníčku reagovaly na měsíční půdu z mise Apollo 11. Ta měla být údajně vystavena drsnému vesmírnému prostředí více než ta z Apolla 12 a 17, ve které se rostlinám dařilo o něco lépe. Žádný ze vzorků ale podle výsledků studie neobsahoval třeba patogeny či neznámé částice vyloženě škodící životu ze Země.
Lunární povrch obecně „bombarduje“ kosmické záření, solární vítr a jsou v něm částice železa a drobné úlomky skla. Což jsou všechno elementy, které mohou růst zeleně ovlivňovat.
Skleníky na Měsíci
Floridští vědci ve spolupráci s NASA teď proto budou zkoumat, jak pomoci rostlinám, konkrétně tedy plodinám, ve zlepšení reakcí na stresující prvky. Studie tak zřejmě položila základy pěstování jídla i zásobení kyslíkem na Měsíci. Americká agentura se na něj chce s lidskou posádkou vrátit podle současných odhadů v roce 2025. A to i s první ženou a astronautem jiné barvy pleti.
„Do budoucna, pro delší mise v kosmu, bychom mohli Měsíc používat pro ubytování nebo jako startovací plošinu. A co by se stalo, když budete pěstovat rostliny v měsíční půdě, což je něco naprosto mimo jejich evoluční vývoj? Jak by se potom chovaly v nějakém lunárním skleníku? Mohli bychom mít i měsíční zemědělce?“ ptá se spoluautor studie Rob Ferl, rovněž profesor hortikultury na Floridské univerzitě.
V navazující studii se chtějí Američané více zaměřit na další aspekt klíčení rostlin z lunárního prachu. A to sice jak by pěstování mohlo přímo na Měsíci ovlivnit i samotnou tamní půdu. A zdali by dlouhodobě nemohlo vytvořit přívětivější prostředí. Některé druhy by mohly například železo a další surovinové zdroje z půdy vytahovat a zpřístupňovat pro jiné účely.
K plodinám jako zelí a brokolici blízko
Tým vědců ale bude určitě zkoumat i nutriční hodnotu rostlin pěstovaných v lunárním prachu. Zdůrazňuje přitom, že huseníček je sice plevel, ale je ze stejné čeledi jako zelí, kapusta, kedluben, květák, brokolice nebo tuřín.
„Musíme zapracovat na tom, jak umožnit rostlinám lepší růst v tomto regolitu. Jako třeba to, zda k nim máme přidat nějaké další komponenty, a jestli ano, jaké? Existují jiné rostliny, které by se na tyto substráty dokázaly adaptovat lépe, a jestli ano, díky čemu by mohly být v tomto prostředí (na Měsíci) robustnější?“ ptá se hlavní vědkyně v oboru astrobioniky Sharmila Bhattacharya z NASA, která se výzkumu neúčastnila, ale ze studie byla nadšená.
„Když se lidé jako civilizace někam přesouvají, vždycky s sebou bereme i plodiny. A nápad jako pěstování v lunárním skleníku v měsíční půdě je určitě jedním z takových těch objevitelských snů,“ dodává spoluautor studie Ferl.
