ساکنان ماه: دانشمندان می گویند گیاهان در "خاک" قمری از دهانه های ضربه ای تازه، هوش داده پلاتو بلاک چین، بهترین رشد را خواهند داشت. جستجوی عمودی Ai.

ساکنان ماه: دانشمندان می گویند گیاهان در "خاک ماه" از دهانه های برخوردی تازه بهترین رشد را خواهند داشت

تمبر زمان: 15 مه 2022، 10:00 صبح
ساکنان ماه روی ماه می کارند

برای رشد باغچه به چه چیزی نیاز دارید؟ علاوه بر تابش آفتاب فراوان و متناوب با باران ملایم - و زنبورها و پروانه‌های شلوغ برای گرده افشانی گیاهان - به خاک خوب و غنی برای تامین مواد معدنی ضروری نیاز دارید. اما تصور کنید که خاک غنی، باران، زنبور و پروانه نداشتید. و تابش خورشید یا خیلی تند و مستقیم بود یا غایب بود - باعث یخ زدگی شد.

آیا گیاهان می توانند در چنین محیطی رشد کنند - و اگر چنین است، کدام یک؟ این سوالی است که استعمارگران در ماه (و مریخ) اگر (یا چه زمانی) اکتشاف انسان در همسایگان سیاره‌ای ما انجام شود، باید با آن مقابله کنند. اکنون یک مطالعه جدید، زیست شناسی ارتباطات منتشر شده است، شروع به ارائه پاسخ کرده است.

محققان پشت این مطالعه این گیاه با رشد سریع را کشت کردند Arabidopsis thaliana در نمونه هایی از سنگ سنگی قمری (خاک) که توسط فضانوردان آپولو از سه مکان مختلف روی ماه آورده شده است.

خاک خشک و بایر

این اولین بار نیست که تلاش هایی صورت گرفته است برای رشد گیاهان در سنگ سنگی قمری، اما اولین موردی است که نشان می دهد چرا آنها رشد نمی کنند.

سنگ سنگی قمری با خاک های زمینی بسیار متفاوت است. برای شروع، حاوی مواد آلی (کرم، باکتری، مواد گیاهی در حال پوسیدگی) که مشخصه خاک روی زمین است، نیست. همچنین محتوای آب ذاتی ندارد.

اما از مواد معدنی مشابه خاک‌های زمینی تشکیل شده است، بنابراین با فرض اینکه کمبود آب، نور خورشید و هوا با کشت گیاهان در یک زیستگاه قمری بهبود می‌یابد، سنگ‌لیت می‌تواند پتانسیل رشد گیاهان را داشته باشد.

تحقیقات نشان داد که واقعاً چنین است. دانه های A. thaliana در مواد آپولو به همان سرعتی که در خاک زمینی جوانه زدند، جوانه زدند. اما در حالی که گیاهان در خاک زمینی به توسعه ذخایر ریشه و بیرون ریختن برگ‌ها ادامه دادند، نهال‌های آپولو متوقف شدند و رشد ریشه ضعیفی داشتند.

هدف اصلی این تحقیق بررسی گیاهان در سطح ژنتیکی بود. این به دانشمندان اجازه داد تا تشخیص دهند کدام عوامل محیطی خاص قوی‌ترین واکنش‌های ژنتیکی را به استرس برانگیخته است. آنها دریافتند که بیشتر واکنش تنش در همه نهال های آپولو از نمک، فلز و اکسیژن است که بسیار واکنش پذیر است (که دو مورد آخر در خاک زمینی رایج نیستند) در نمونه های قمری.

تصویری از گیاهان رشد یافته در آزمایش.
نتایج تجربی، با چاه های مختلف برای هر خاک. اعتبار تصویر: پل و همکاران, CC BY-SA

سه نمونه آپولو به میزان های متفاوتی تحت تاثیر قرار گرفتند که نمونه های آپولو 11 کندترین رشد را داشتند. با توجه به اینکه ترکیب شیمیایی و کانی‌شناسی سه خاک آپولو نسبتاً مشابه یکدیگر و با نمونه زمینی بود، محققان مشکوک شدند که مواد مغذی تنها نیروی موجود در بازی نیستند.

خاک زمینی به نام JSC-1A یک خاک معمولی نبود. این ترکیبی از مواد معدنی بود که به طور خاص برای شبیه سازی سطح ماه تهیه شده بود و هیچ ماده آلی نداشت.

ماده اولیه بازالت بود، درست مانند سنگ سنگی قمری. نسخه زمینی همچنین حاوی شیشه های آتشفشانی طبیعی به عنوان آنالوگ برای "آگلوتینات های شیشه ای"- قطعات معدنی کوچک مخلوط با شیشه ذوب شده - که در سنگ سنگی قمری فراوان است.

دانشمندان آگلوتینات ها را به عنوان یکی از دلایل بالقوه عدم رشد نهال در خاک آپولو در مقایسه با خاک زمینی و همچنین تفاوت در الگوهای رشد بین سه نمونه قمری تشخیص دادند.

آگلوتینات ها یک ویژگی مشترک سطح ماه هستند. از قضا، آنها با فرآیندی به نام "باغبانی قمری" تشکیل می شوند. این روشی است که سنگ سنگی از طریق بمباران سطح ماه توسط تشعشعات کیهانی، باد خورشیدی و شهاب‌سنگ‌های کوچک تغییر می‌کند که به هوازدگی فضایی نیز معروف است.

از آنجایی که هیچ جوی برای کاهش سرعت برخورد شهاب‌سنگ‌های کوچک به سطح وجود ندارد، آنها با سرعت بالایی برخورد می‌کنند و باعث ذوب شدن و سپس خاموش شدن (سرد شدن سریع) در محل برخورد می‌شوند.

به تدریج، توده های کوچکی از مواد معدنی ایجاد می شوند که توسط شیشه در کنار هم نگه داشته می شوند. آنها همچنین حاوی ذرات ریز فلز آهن (آهن نانوفاز) هستند که توسط فرآیند هوازدگی فضا تشکیل شده اند.

این آهن است که بزرگترین تفاوت بین آگلوتینات های شیشه ای در نمونه های آپولو و شیشه های آتشفشانی طبیعی در نمونه های زمینی است. این همچنین محتمل ترین علت استرس مرتبط با فلز بود که در پروفایل های ژنتیکی گیاه شناسایی شد.

بنابراین وجود آگلوتینات ها در زیرلایه های قمری باعث شد که نهال های آپولو در مقایسه با نهال های رشد یافته در JSC-1A، به ویژه نهال های آپولو 11، دچار مشکل شوند. فراوانی آگلوتینات ها در نمونه سنگ سنگی قمری بستگی به مدت زمانی دارد که مواد روی سطح قرار گرفته اند که به آن "بلوغ” از یک خاک قمری.

خاک های بسیار بالغ برای مدت طولانی روی سطح بوده اند. آن‌ها در مکان‌هایی یافت می‌شوند که سنگ‌لیت توسط رویدادهای ضربه‌ای اخیر که دهانه‌ها ایجاد کرده‌اند، مختل نشده‌اند، در حالی که خاک‌های نابالغ (از زیر سطح) در اطراف دهانه‌های تازه و در شیب‌های دهانه‌های شیب‌دار رخ می‌دهند.

سه نمونه آپولو بلوغ های متفاوتی داشتند و ماده آپولو 11 بالغ ترین آنها بود. حاوی بیشترین آهن نانوفاز بود و بالاترین نشانگرهای استرس مرتبط با فلز را در مشخصات ژنتیکی خود به نمایش گذاشت.

اهمیت خاک جوان

این مطالعه نتیجه می‌گیرد که سنگ‌لیت بالغ‌تر، بستر مؤثر کمتری برای رشد نهال‌ها نسبت به خاک کمتر بالغ است. این یک نتیجه گیری مهم است، زیرا نشان می دهد که گیاهان را می توان در زیستگاه های قمری با استفاده از سنگ سنگی به عنوان منبع رشد داد. اما اینکه محل زیستگاه باید بر اساس بلوغ خاک هدایت شود.

و آخرین فکر: من را شگفت زده کرد که یافته ها می تواند در برخی از مناطق فقیر جهان ما نیز صدق کند. من نمی‌خواهم این بحث قدیمی را تکرار کنم که «چرا این همه پول را صرف تحقیقات فضایی کنیم، در حالی که بهتر است برای مدارس و بیمارستان‌ها هزینه شود؟». این موضوع موضوع مقاله دیگری خواهد بود.

اما آیا پیشرفت های تکنولوژیکی ناشی از این تحقیق وجود دارد که می تواند روی زمین قابل اجرا باشد؟ آیا آنچه در مورد تغییرات ژنتیکی مرتبط با استرس آموخته شده است می تواند برای توسعه محصولات مقاوم به خشکی استفاده شود؟ یا گیاهانی که می توانند سطوح بالاتری از فلزات را تحمل کنند؟

اگر رشد گیاهان در ماه در کمک به سبزتر شدن باغ ها در زمین موثر باشد، دستاورد بزرگی خواهد بود.گفتگو

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

تصویر های اعتباری: کوین گیل / فلیکر

تمبر زمان:

بیشتر از تکینگی هاب