Луна — единственное небесное тело, чей грунт в значительных количествах доступен земным учёным для исследований в лабораториях. Привезённые более 50 лет назад миссиями «Аполлон» более 300 кг лунного грунта до сих пор являются объектом пристального изучения для широчайшего круга исследователей.
Новое исследование учёных из Университета Флориды стало логичным продолжением многочисленных и многолетних научных изысканий, направленных на определение пригодности лунного грунта в качестве субстрата для выращивания растений. Оно является частью программы анализа образцов нового поколения «Аполлона», или ANGSA.
В качестве подопытной культуры биологи взяли Резуховидку Таля (Arabidopsis thaliana, дальний «родственник» горчицы). Арабидопсис — растение семейства крестоцветных (к этому же семейству относятся брокколи, цветная и брюссельская капуста и пр.) — в дикой природе произрастает в Евразии и Африке. Благодаря своей неприхотливости, быстрому росту и малым размерам, арабидопсис является своего рода «золотым стандартом» подопытной культуры для учёных при проведении разнообразных исследований в области биологии растений.
В ходе исследования первая из двух групп растений была высеяна в настоящий лунный грунт, собранный миссиями «Аполлон», а вторая — контрольная — в имитированный, основной составляющей которого был земной вулканический пепел. Обе группы получали одинаковое количество воды и раствора удобрений. Буквально через два дня в обеих группах появились всходы. До шестого дня эксперимента разница между основной и контрольной группой была несущественной, однако впоследствии растения, высаженные в лунный грунт, начали отставать в росте. Кроме того, у части из них появились дефекты, такие как ненормальная пигментация листьев и недоразвитость корневой системы.
Через 20 дней после начала эксперимента, непосредственно перед началом цветения растений, биологи провели анализ генного материала организмов из обеих групп. Анализ показал, что растения, произраставшие в лунном грунте, постоянно находились в состоянии стресса. Их реакция была подобна таковой у растений, растущих на бедных или загрязненных солями и тяжёлыми металлами земных грунтах.
Также учёные заметили существенную разницу в реакции растений на лунный грунт, собранный в разных регионах нашего спутника. Растения на образцах «Аполлона-11» оказались наименее жизнеспособными. Однако, по словам биологов, во фразе «на лунном грунте растения растут плохо» ключевым является слово «растут», а не «плохо».
Важность этого эксперимента трудно переоценить. Экспансия человечества в пределах Солнечной системы будет практически невозможной без самообеспечения колонистами продуктами питания. Выращивание растительных культур на внеземных грунтах — важная часть этой стратегической задачи. Особенно актуально это сейчас, когда в рамках программы «Артемида» человек после полувекового перерыва снова ступит на поверхность Луны. Водяной лёд, присутствующий, по предположениям селенологов, в области лунного южного полюса, позволит обеспечивать лунные плантации водой, а знания, полученные учёными на Земле в результате эксперимента, обеспечат более эффективное использование скудных лунных ресурсов.
Кроме определения самой возможности выращивания земных растений на лунной грунте, результаты исследования позволяют глубже понять процессы, протекающие в растительных организмах. Так, на основании анализа генного материала учёные смогут вычленить участки генома, отвечающие за адаптацию к особенностям грунта и, возможно, изменить их. Это, возможно, позволит биологам адаптировать земные растения к внеземным грунтам — не только к лунному, но и, например, к марсианскому.