首次！科学家用月壤种出植物，月球种菜指日可待？

月球上能不能种菜？这是全球“吃货”都颇为关心的话题。

此前曾有科学家指出：月壤不含有机养分，且十分干燥，故无法种菜。对此，网友纷纷表示“失望至极”：这么大个球连菜都种不了，千年的奔月执念，终究是错付了。

△月壤培育的拟南芥。

但一项近日发表于《通讯生物》的新研究，或将重新点燃众人的热情。研究称，拟南芥种子在月壤的培育下，首次成功发芽、生长。这说明，月球种菜，指日可待。

菜能种，但长势不好

虽然月球本身寒冷、干燥，但这些问题都能人工解决。

本质上，月壤与地球土壤的构成成分相似，这也坚定了Rob Ferl教授继续“月壤育种”实验的信念。他来自美国佛罗里达大学食品和农业科学研究所（IFAS），是此次研究的作者。

用于实验的月壤在阿波罗11号、12号和17号登月任务期间收集。11年间，他与同事共向美国宇航局提出三次申请，最终获得了12克月壤的实验使用权。这也使此次成果倍显珍贵。

为打造微型的“月球花园”，他将常用于培育细胞的塑料板用作“花盆”。每个花盆都被填入1克月壤，并用营养液润湿，随后再添加一些拟南芥种子。

△“花盆”直径约1厘米。研究者正在润湿月壤。

为便于对照，他们还用JSC-1A（一种模拟月壤的地球材料）、模拟火星土壤以及极地地球土壤分别对拟南芥种子进行培育。

结果出人意料：所有土壤中的拟南芥都发芽、生长了，包括月壤；而且，种子在月壤和地球土壤中的发芽速度并无不同。“这说明，月壤并没有阻断参与植物发芽的激素和信号。”研究者称。

不过，随着时间的推移，月壤植物和对照组之间的差距开始显现——与后者相比，它们生长更为迟缓，“个头”更小；一些幼苗的根部状况糟糕、色素沉着，显然发育不良。

月壤也分“肥瘦”

研究人员认为，月壤中拟南芥的种种症状，是它们努力应对环境压力的物理表现。

这一点在随后的遗传学分析中得到了进一步证实。在拟南芥生长约20天后，研究人员将其割下并研磨，以对比不同土壤中植物的基因表达水平差异。

结果显示，月壤植物有1000多个基因的表达水平与其他土壤培育的植物不同，大多与应激相关。

△左为JSC-1A中的拟南芥；右为月壤中的拟南芥

此外，不同任务采集的月壤，“种菜”效果也不尽相同。其中，胁迫反应（即植物对不利环境条件作出的应激反应）最严重的植物，是用阿波罗11号样本月壤培育的植物。

11号样本取自月球的静海区域。与取自其他区域的12号样本及17号样本相比，它们暴露于宇宙辐射、太阳风中的时间要长数十亿年，遭受的陨石撞击次数也更多，因此也被认定为“更成熟的月壤”。

在以上作用下，成熟月壤的成分发生改变，富集了金属铁的微小颗粒。科学家猜测，这些纳米相的金属铁，就是阻碍拟南芥茁壮成长的“元凶”。也正因如此，“在不太成熟的月壤中培育的植物，长势更佳。”

这项研究无疑为未来月球农业计划的实施奠定了基础。“如果我们需要执行历时更长的太空任务，很可能会在月球建补给基地。若月球存在一方‘沃土’，可供种植，我们将不愁食物供应。”Rob Ferl教授表示。

“现在，我们已经确定：植物能在月壤中生长。那么，直接在月球表面种菜，将是我们的下一步行动。”

参考文献

https://www.nature.com/articles/s42003-022-03334-8

https://phys.org/news/2022-05-scientists-soil-moon.html

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