月の開拓者：科学者たちは、植物は新鮮な衝突クレーターから月の「土壌」で最もよく育つと言います

あなたの庭を成長させるために何が必要ですか？ 穏やかな雨のシャワーと交互に起こるたくさんの日光、そして植物を受粉するための忙しい蜂と蝶、そしてあなたは必須のミネラルを提供するために良い、豊かな土壌を必要とします。 しかし、あなたが豊かな土壌、または雨のシャワー、または蜂と蝶を持っていなかったと想像してください。 そして、日光は厳しすぎて直接または存在しなかったため、氷点下の気温になりました。

植物はそのような環境で育つことができますか？もしそうなら、どれですか？ これはその質問です 月の入植者 （そして火星）私たちの惑星の隣人の人間の探査が進むならば（またはいつ）取り組む必要があるでしょう。 今、新しい研究、 Communications Biologyに掲載されました、回答を提供し始めました。

研究の背後にある研究者は、急成長している植物を栽培しました シロイヌナズナ アポロ宇宙飛行士によって月のXNUMXつの異なる場所から持ち帰られた月のレゴリス（土壌）のサンプル。

乾燥した不毛の土壌

これは初めてではありません 試みがなされました で植物を育てる 月のレゴリス、しかしそれは彼らが繁栄しない理由を示す最初のものです。

月のレゴリスは、陸生の土壌とは大きく異なります。 そもそも、地球の土壌の特徴である有機物（虫、バクテリア、腐敗した植物）は含まれていません。 また、固有の水分含有量もありません。

しかし、それは陸生土壌と同じミネラルで構成されているので、水、日光、空気の不足が月の生息地内で植物を栽培することによって改善されると仮定すると、レゴリスは植物を育てる可能性があります。

調査によると、これは確かに事実です。 の種 シロイヌナズナ アポロ材料では、陸生土壌と同じ速度で発芽しました。 しかし、陸生土壌の植物が根の株を発達させて葉を出す間、アポロの実生は気絶し、根の成長が不十分でした。

研究の主な目的は、遺伝子レベルで植物を調べることでした。 これにより、科学者は、どの特定の環境要因がストレスに対して最も強い遺伝的反応を引き起こしたかを認識することができました。 彼らは、すべてのアポロ実生のストレス反応のほとんどが、月のサンプルで非常に反応性の高い塩、金属、および酸素（最後のXNUMXつは陸生土壌では一般的ではない）に起因することを発見しました。

11つのApolloサンプルはさまざまな程度で影響を受け、ApolloXNUMX​​サンプルの成長は最も遅かった。 XNUMXつのアポロ土壌の化学的および鉱物学的組成が互いにかなり類似しており、陸生サンプルと類似していることを考えると、研究者たちは栄養素だけが作用している力ではないと考えました。

JSC-1Aと呼ばれる陸生土壌は通常の土壌ではありませんでした。 それは月面をシミュレートするために特別に準備された鉱物の混合物であり、有機物を含んでいませんでした。

出発物質は、月のレゴリスと同じように玄武岩でした。 地上バージョンには、「ガラス状の凝集物」—溶けたガラスと混合された小さな鉱物の破片—月のレゴリスに豊富に含まれています。

科学者たちは、凝集体を、陸生土壌と比較したアポロ土壌の実生による成長の欠如の潜在的な理由のXNUMXつとして、またXNUMXつの月のサンプル間の成長パターンの違いとして認識しました。

凝集物は月面の一般的な特徴です。 皮肉なことに、それらは「月の園芸」と呼ばれるプロセスによって形成されます。 これは、宇宙線、太陽風、および宇宙風化としても知られる微小な隕石による月の表面への衝撃によって、レゴリスが変化する方法です。

表面に衝突する小さな隕石を減速させる大気がないため、それらは高速で衝突し、衝突部位で融解してから急冷（急速冷却）を引き起こします。

徐々に、鉱物の小さな凝集体が蓄積し、ガラスによって一緒に保持されます。 それらはまた、宇宙風化プロセスによって形成された鉄金属（ナノフェーズ鉄）の小さな粒子を含んでいます。

アポロサンプルのガラス状凝集物と陸生サンプルの天然火山ガラスの最大の違いは、この鉄です。 これは、植物の遺伝的プロファイルで認識された金属関連ストレスの最も可能性の高い原因でもありました。

そのため、月の基質に凝集物が存在すると、JSC-1Aで育てられた苗木、特にアポロ11号の苗木と比較して、アポロの苗木は苦労しました。 月のレゴリスサンプル中の凝集物の量は、材料が表面にさらされた時間の長さに依存します。これは「満期月の土の」。

非常に成熟した土壌が長い間表面にありました。 それらは、クレーターを作成した最近の衝突イベントによってレゴリスが乱されていない場所で見つかりますが、未熟な土壌（地表の下から）は、新鮮なクレーターの周りと急なクレーターの斜面で発生します。

11つのアポロXNUMX号のサンプルは成熟度が異なり、アポロXNUMX号の材料が最も成熟しています。 それは最もナノ相の鉄を含み、その遺伝的プロファイルにおいて最も高い金属関連ストレスマーカーを示した。

若い土壌の重要性

この研究は、成熟度の高いレゴリスは、成熟度の低い土壌よりも苗木を育てる効果の低い基質であると結論付けています。 これは、レゴリスを資源として使用して植物が月の生息地で成長する可能性があることを示しているため、重要な結論です。 しかし、生息地の場所は土壌の成熟度によって導かれるべきです。

そして最後の考え：調査結果は私たちの世界の貧しい地域のいくつかにも当てはまる可能性があることに気づきました。 「学校や病院にもっとお金を使うことができるのに、なぜこのお金を宇宙研究に使うのか」という古い議論をリハーサルしたくありません。 それは別の記事の主題になるでしょう。

しかし、地球に適用できる可能性のあるこの研究から生じる技術開発はありますか？ ストレスに関連する遺伝子の変化について学んだことは、より干ばつ耐性のある作物を開発するために使用できますか？ または、より高いレベルの金属に耐えることができる植物ですか？

月で植物を育てることは、地球上で庭がより緑に成長するのを助けるのに役立ったなら、それは大きな成果になるでしょう。

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

画像のクレジット： ケビン・ギル/ Flickr

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• 出典：https：//singularityhub.com/2022/05/15/moon-settlers-scientists-say-plants-will-grow-best-in-lunar-soil-from-fresh-impact-craters/