ในการทดลองครั้งแรกที่ไม่เหมือนใคร เว็บสล็อต นักวิจัยประสบความสำเร็จในการเพาะเมล็ดในดินดวงจันทร์จากภารกิจ Apollo โดย ELLA WEAVER | เผยแพร่เมื่อ 12 พฤษภาคม 2022 17:53 น
ช่องว่าง
ศาสตร์
นักวิทยาศาสตร์สองคนในชุดแสงสีม่วงมองดูถาดพืช
Rob Ferl (ซ้าย) และ Anna-Lisa Paul มองดูจานที่เต็มไปด้วยดินดวงจันทร์และอีกส่วนหนึ่งเป็นดินควบคุม ตอนนี้อยู่ภายใต้ไฟ LED ที่กำลังเติบโต ในเวลานั้น นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบว่าเมล็ดจะงอกในดินบนดวงจันทร์หรือไม่ ภาพ UF/IFAS โดย Tyler Jones
แบ่งปัน
กว่า 50 ปีหลังจากที่อพอลโล 11
ลงจอดบนพื้นผิวหินของดวงจันทร์และตักขวดโหลจากดินบนดวงจันทร์ นักวิทยาศาสตร์ได้ประกาศว่าพวกเขาได้รักษาภารกิจนี้ให้คงอยู่ในรูปแบบใหม่ นักธรณีวิทยาและนักพืชสวนจากมหาวิทยาลัยฟลอริดา (UF) ประสบความสำเร็จในการปลูกพืชใน ดินเรโก ลิธหรือดินบนดวงจันทร์ซึ่งเก็บรวบรวมไว้ระหว่างการลงจอดของอะพอลโลดั้งเดิม ทีมงานได้เผยแพร่ผลการวิจัยของพวกเขาในวารสารCommunications Biology ; ผลลัพธ์อาจส่งผลกระทบต่อการกลับสู่ดวงจันทร์ของ NASA ในปี 2024
การได้รับแร่รีโกลิธนั้นเป็นงานที่ยากลำบาก เนื่องจาก Anna-Lisa และ Paul Rob Ferl จากUF Space Plants Labได้ยื่นคำร้องต่อ NASA ถึง 3 ครั้งในระยะเวลา 11 ปี เพื่อให้สามารถทำงานกับดินได้ Regolith มีอุปทานอย่างจำกัดบนโลก และถูกเก็บไว้อย่างระมัดระวังในJohnson Space Center ของ NASAซึ่งเก็บอยู่ในไนโตรเจนเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการปนเปื้อน นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกสามารถรับตัวอย่างจากการยืมตัวได้ แต่ Sharmila Bhattacharya นักชีววิทยาด้านอวกาศของ NASA กล่าวว่าสารนี้ถือเป็นวัสดุที่มีค่ามาก
Regolith นั้นแตกต่างจากดินของโลกอย่างเห็นได้ชัด ส่วนหนึ่งเป็นเพราะมันถูกโจมตีด้วยลมสุริยะที่มีกัมมันตภาพรังสี การปลูกพืชในนั้นต้องใช้ปุ๋ยผสมที่เรียกว่า “Murashige-Skoog medium” ที่ด้านบนของการรดน้ำปกติ การเพิ่มเติมเหล่านี้ทำขึ้นเพื่อชดเชยการขาดสารอาหารที่จำเป็นในรีโกลิธ
[ที่เกี่ยวข้อง: ดินดวงจันทร์สามารถช่วยเราสร้างออกซิเจนในอวกาศ ]
“บนโลก ‘ดิน’ มีความหมายเพิ่มเติมมากมาย นอกจากนี้ยังมีวัสดุอินทรีย์ ตัวอย่างจุลินทรีย์ เศษพืชอื่นๆ และอื่นๆ” Bhattacharya กล่าว “ในขณะที่เรโกลิธ พูดอย่างเคร่งครัด เป็นวัสดุนี้บนพื้นผิวของดวงจันทร์หรือบนพื้นผิวของดาวอังคาร”
NASA ซึ่งช่วยสนับสนุนทุนในการวิจัย ได้จัดหาแร่เรโกลิธ 12 กรัมให้ทีมในปี 2564 ดินหนึ่งช้อนชาเหล่านี้ถูกแบ่งออกเป็นหลุมพลาสติกขนาดเท่าปลอกมือซึ่งมักใช้สำหรับการวิจัยเซลล์ หลังจากเพาะเมล็ดแล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้ย้ายแผ่นหลุมในบ่อไปยังสวนขวดภายในห้องปลูกที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด ในขั้นต้น นักวิจัยของ UF ไม่แน่ใจว่าเมล็ดพืชใดจะแตกหน่อหรือไม่ เนื่องจากการทดลองนี้เป็นการทดลองครั้งแรก แต่ภายใน 60 ชั่วโมงหลังจากปลูก ทุกเมล็ดในต้นเรโกลิธจะงอกและมียอดเล็กๆ
มือที่สวมถุงมือทั้งสองมือตักดินจำนวนเล็กน้อยลงในถาด
การถ่ายโอนดินบนดวงจันทร์ไปยังจานที่มีบ่อน้ำขนาดเท่าปลอกมือซึ่งจะทำหน้าที่เป็นกระถางขนาดเล็ก ภาพ UF/IFAS โดยไทเลอร์ โจนส์
ความสำเร็จส่วนหนึ่งของทีมอาจมาจากเมล็ดพันธุ์ที่พวกเขาเลือก Bhattacharya กล่าวว่า ” พืช Arabidopsisที่ใช้สำหรับสิ่งนี้เป็นสิ่งมีชีวิตต้นแบบที่ใช้กันมากสำหรับการวิจัยบนพื้นผิวโลกและในอวกาศ “ในอดีต เช่น แม้แต่จากฝั่งนาซ่า เราเคยบินArabidopsisบนสถานีอวกาศนานาชาติ” การทดลองเหล่านั้น ได้พิจารณาทุกอย่าง ตั้งแต่วงจรชีวิตนอกวงโคจรของความเขียวขจี ไปจนถึงผลกระทบของแรงโน้มถ่วงต่อส่วนต่างๆ ของพืช
พืช Arabidopsis นั้นปลูกง่ายและราคาไม่แพง แต่ก็เหมาะสำหรับการวิจัยด้วยต้องขอบคุณจีโนมของพวกมัน ลำดับพันธุกรรมทั้งหมดของสปีชีส์มีขนาดเล็กกว่าพืชชนิดอื่นๆ มาก และมีการทำแผนที่อย่างดีทำให้เป็นแนวทางในการศึกษาเปรียบเทียบ เมื่อพืชในกลุ่ม lunar regolith ดูเหมือนจะต่อสู้กันมากกว่าพืชควบคุม (ซึ่งปลูกในการจำลองแบบ regolith ที่เรียกว่า JSC-1A) นักวิจัยได้ตรวจสอบ RNA จากทั้งสองกลุ่มอย่างใกล้ชิด
ถาดต้นไม้มีต้นไม้ที่แข็งแรงสี่ต้นอยู่ทางซ้าย และต้นไม้ที่กำลังดิ้นรนสามต้นอยู่ทางขวา
ในวันที่ 16 มีความแตกต่างทางกายภาพที่ชัดเจนระหว่างพืชที่ปลูกในแบบจำลองทางจันทรคติ ทางซ้าย เมื่อเทียบกับพืชที่ปลูกในดินบนดวงจันทร์ใช่ไหม ภาพ UF/IFAS โดยไทเลอร์ โจนส์
Bhattacharya กล่าวว่า “เมื่อทีมนี้พิจารณาการเปลี่ยนแปลงของ RNA เห็นได้ชัดว่าในขณะที่พืชสามารถเจริญเติบโตได้ในวัสดุนี้ แต่ก็มีองค์ประกอบของความเครียด “เซลล์ต่างๆ ได้เปิดการตอบสนองเหล่านี้เหมือนกับตอนที่พวกมันเผชิญกับความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน”
ตัวบ่งชี้ความเครียดของเซลล์เป็นเพียงสัญญาณหนึ่งของปัญหาการเจริญเติบโต พืชที่ปลูกในเรโกลิธยังแสดงการเจริญเติบโตที่แคระแกร็น รากที่สั้นกว่า และสีคล้ำบนต้น ความเครียดจากการเติบโตในดินบนดวงจันทร์นั้นแสดงออกทั้งภายนอกและภายในในอาร์เอ็นเอของพืช
Bhattacharya กล่าวว่าในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา สาขาวิชาอณูชีววิทยาได้พัฒนาเครื่องมือใหม่ในการเปลี่ยนส่วนประกอบเซลล์ในพืช หากนักวิจัยสามารถเห็นได้อย่างชัดเจนว่าเส้นทางของยีนใดที่ดูเครียด พวกเขาสามารถใช้พันธุวิศวกรรมเพื่อช่วยให้พืชเจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่ตึงเครียดได้ วิศวกรรมหรือการค้นหาพืชที่เหมาะสมกว่าสำหรับการเจริญเติบโตแบบรีกอลิธอาจเป็นกุญแจสำคัญในการเกษตรบนดวงจันทร์ ซึ่ง Bhattacharya กล่าวว่าเป็นก้าวหนึ่งไปสู่เที่ยวบินอวกาศที่ยาวขึ้นและอาจถึงขั้นตั้งถิ่นฐานนอกโลก
[ที่เกี่ยวข้อง: NASA มีแผนใหญ่สำหรับฟาร์มอวกาศ ]
แต่ดวงจันทร์ยังไม่พร้อมสำหรับการปรับสภาพภูมิประเทศ เนื่องจากไม่มีบรรยากาศ พืชใดๆ ที่ปลูกในสุญญากาศของอวกาศจะต้องได้รับการปลูกฝังในพื้นที่ปิดข้างมนุษย์ที่สามารถเข้าถึงออกซิเจนและน้ำได้ ด้วยการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับขั้นตอนการปลูกที่เหมาะสมและความมหัศจรรย์ของดินบนดวงจันทร์ ดวงจันทร์สามารถเป็นแหล่งอาหารและออกซิเจนได้เป็นอย่างดีเมื่อมนุษย์เหยียบดวงจันทร์อีกครั้ง เว็บสล็อต
