اگر روی ماه گیاه بکاریم چه اتفاقی می‌افتد؟



یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که اگر می‌خواهم گیاهان روی ماه را داشته باشم، آنها را چگونه نشان می‌دهند. این سوالی است که در آستانه استعمار کره ماه باید به آن پاسخ داده شود.

به گزارش ایسنا، برای رشد گیاهان در باغچه خود به چه چیزهایی نیاز دارید؟ علاوه بر تابش آفتاب زیاد و متناوب که با باران ملایم و زنبورها و پروانه‌های شلوغ برای گرده‌افشانی گیاهان نیاز دارند، به خاک خوب و غنی برای تامین مواد معدنی ضروری نیز نیاز دارند. اما تصور کنید که خاک غنی، باران، زنبور و پروانه‌ای نباشد و تابش خورشید یا خیلی تند و باشد یا اصلا هیچ آفتابی در کار مستقیم نباشد.

آیا گیاهان می‌توانند در چنین محیطی رشد کنند؟ اگر ممکن است، کدام گیاهان هستند؟ این سوالی است که اگر اکتشاف انسانی در همسایگان آسمانی ما انجام شود، مستعمره‌نشینان در ماه و مریخ باید به آن پاسخ دهند.

اکنون یک مطالعه جدید که به سرپرستی مونیکا گریدی، استاد علوم سیاره‌ای و فضایی در مجله Communications Biology منتشر شده است، شروع به ارائه پاسخ به این سؤالات می‌کند.

این مطالعه، گیاه سریع‌رشد رشادی گوش‌موشی (Arabidopsis thaliana) را در نمونه‌هایی از خاک ماه که رگولیت نامیده می‌شود و فضانوردان ماموریت آپولو آنها را از سه مکان مختلف روی کره ماه‌اند، کشتند.

گیاه رَشادی گوش‌موشی یا آرابیدوپسیس تالیانا یک گیاه گلدار کوچک و بومی اروپا، آسیا و شمال غربی آفریقا است. این گیاه، اولین گیاهی است که نقشه ژنی آن توالی‌یابی می‌شود. آرابیدویس تالیانا، یک ارگانیسم مدل محبوب و شناخته شده است که در پژوهش‌های گیاه‌شناسی، زیست‌شناسی مولکولی و ژنتیک بسیار زیاد است.

این گیاه، گیاهی یک‌ساله و دولپه‌ای از خانواده شب‌بویان است. طول این گیاه در حدود ۲۰ تا ۳۰ سانتی‌متر است. رنگ گلهای آن سفید است و هر گل دارای چهار گلبرگ است. ضخامت گل‌ها ۲ تا ۴ میلی‌متر است و برگ‌های آن کوچک کنگره‌های و پرزدار هستند.

سنگ‌پوشه یا رگولیت (Regolith) به لایه‌ای از سنگ یا پوششی از واریزه‌های سنگی که روی سنگ‌بستر را می‌پوشاند، می‌شود. رگولیت یا سنگ پوشه از مواد ناهمگون تشکیل می شود و شامل گرد و غبار، خاک، سنگریزه و دیگر موادی است که در کره زمین، ماه، مریخ، برخی سیارک ها و سایر اجرام فضایی پیدا می شود. تشکیل سنگ‌پوشه در کره زمین بیشتر بر اثر فرسایش و هوازدگی انجام می‌شود. به دلیل عدم وجود جو در سایر کرات، سنگ‌پوش‌ها در کرات‌های دیگر بر اثر برخورد شهاب‌سنگ‌های ریز و همچنین بر تأثیرات تابش‌های کیهانی بر روی سطح کرات تشکیل می‌شوند.

خاک خشک و بایر

این اولین بار نیست که تلاش‌هایی برای رشد گیاهان در خاک ماه انجام می‌شود، اما این اولین مطالعه‌ای است که بررسی کرده و نشان می‌دهد چرا آنها رشد نمی‌کنند.

رگولیت با خاک‌ زمینی بسیار متفاوت است. به عنوان مثال، حاوی مواد آلی (کرم‌ها، مواد گیاهی در حال پوسیدگی) که مخصوص خاک زمین است، نیست. همچنین آب ذاتی ندارد.

اما رگولیت از مواد معدنی مشابه با خاک زمین تشکیل شده است، بنابراین با فرض اینکه آب، نور و هوا با کشت گیاهان در یک زیستگاه قمری جبران شود، رگولیت می‌تواند پتانسیل رشد گیاهان را داشته باشد.

تحقیقات نشان داد که واقعاً چنین است. بذرهای رشادی گوش‌موشی در نمونه‌های رگولیت به همان سرعتی جوانه زدند که در خاک زمین جوانه می‌زند. اما در حالی که گیاهان در خاکی به توسعه پیدا می‌کنند و برگ‌ها ادامه می‌یابند، نمونه‌های رشد یافته در رگولیت کاشته می‌شوند و ریشه نیز رشد ضعیفی داشت.

هدف اصلی این تحقیق، بررسی گیاهان در سطح ژنتیکی بود. این کار به بررسی داد تا تشخیص دهند که کدام عوامل محیطی خاص قوی‌ترین واکنش‌های ژنتیکی را به تنش و استرس برانگیخته است. آنها دریافتند که بیشتر واکنش تنش در همه نمونه‌های کاشته شده در رگولیت از نمک، فلز و فلز است که در نمونه‌های قمری بسیار واکنش‌پذیر هستند و دو مورد در خاک زمینی رایج هستند.

سه نمونه آپولو به میزان‌های متفاوتی که تحت تأثیر قرار می‌گیرند که نمونه‌های آپولو ۱۱ کندترین رشد را دارند. با توجه به این که ترکیب شیمیایی و کانی‌شناسی سه نمونه از نمونه‌های مشابه مشابه و با نمونه‌ای از زمینی بود، مشکوک بودند که مواد مغذی تنها عامل موجود در بازی بودند.

نمونه ای از خاک زمین مورد استفاده در این آزمایش موسوم به JSC-1A یک خاک معمولی نبود، بلکه ترکیبی از مواد معدنی بود که به طور خاص برای شبیه سازی سطح ماه تهیه شده بود و حاوی هیچ ماده آلی نبود.

ماده اولیه آن درست مانند رگول از بازالت بود. نمونه زمینی همچنین حاوی شیشه‌های طبیعی آتش‌شانی به عنوان مثال‌هایی برای «آگلوتینات‌های شیشه‌های» بود که قطعات معدنی کوچک با شیشه‌ها در سطح ماه ذوب می‌شوند که به میزان زیادی یافت می‌شوند.

محققان آگلوتینات‌ها را به عنوان یکی از عدم رشد گیاهان در خاک ماه در مقایسه با خاک زمین و همچنین تفاوت در الگوهای رشد در سه نمونه ماه تشخیص داده‌اند.

آگلوتینات‌ها یک ویژگی مشترک در سطح ماه هستند. از قضاوت آنها توسط روندی به نام «باغبانی قمری» تشکیل می‌شوند. این روشی است که از طریق بمباران سطح ماه توسط تشعشعات کیهانی، باد خورشیدی و شهابسنگهای کوچک تغییر می کند که به «هوازدگی فضایی» نیز معروف است.

از آنجایی که جوی در کره ماه برای کاهش سرعت شهاب‌سنگ‌های کوچک به سطح آن وجود ندارد، با سرعت بالاتر به سطح ماه می‌شوند و باعث ذوب می‌شوند و سپس خاموش می‌شوند (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 فضایی تشکیل شده‌اند.

این میان بزرگترین تفاوت بین آگلوتینات‌های شیشه‌ای در نمونه‌های آپولو و شیشه‌های آتشفشانی زمینی در نمونه‌های رادیویی می‌زند. همچنین محتمل‌ترین علت تنش با فلز بود که در پروفایل‌های ژنتیکی گیاه شناسایی شد.

بنابراین وجود آگلوتینات‌ها در زیرلایه‌های ماه باعث شد که نهال‌های رشادی گوش‌موشی در مقایسه با نهال‌های رشد یافته در JSC-1A، به ویژه نهال‌های کاشته شده در نمونه‌هایی که از آپولو-11 آمده است، دچار مشکل می‌شوند. فراوانی آگلوتینات‌ها در یک نمونه رگولیت به مدت زمانی است که این ماده روی سطح ماه قرار گرفته است که به آن «بلوغ» گفته می‌شود.

خاک‌های بسیار بالغ برای مدت طولانی روی سطح ماه بوده‌اند. آن‌ها در مکان‌هایی پیدا می‌شوند که توسط برخوردهای شهابی‌ها به‌طور مداوم انجام می‌شود، در حالی که خاک‌های نابالغ متعلق به زیر سطح ماه در اطراف دهانه‌های تازه ایجاد شده و در شیب‌های دهانه‌ها هستند.

سه نمونه رگولیت به دست آمده از ماموریت‌های آپولو، بلوغ‌های متفاوتی هستند و نمونه‌های آپولو-11 بالغ‌ترین آنها و حاوی مقادیر بیشتری از نانوفاز بود و بالاترین نشانگرهای تنش مرتبط با فلز را در مشخصات ژنتیکی خود به نمایش گذاشتند.

مهم خاک جوان

این مطالعه نتیجه می‌گیرد که رگولیت بالغ‌تر برای رشد نهال‌ها نسبت به خاک کمتر بالغ، بستر مؤثر کمتری است. این یک نتیجه‌گیری مهم است، زیرا نشان می‌دهد که گیاهان را می‌توان در زیستگاه‌های قمری در رگولیت رشد داد، اما محل احداث این زیستگاه بر اساس بلوغ خاک ماه تعیین می‌شود و شاید مهم‌تر از این یافته‌ها باشد که این یافته‌ها را می‌توان در برخی از آنها انجام داد. مناطق فقیر جهان نیز مورد بهره برداری قرار داد.

شاید این یک بحث قدیمی باشد چرا این همه پول صرف تحقیقات فضایی می‌شود، در حالی که بهتر است برای رفع مشکل کودکان و ساخت مدارس و بیمارستان‌ها هزینه شود. نتایج حاصل از این تحقیق می‌تواند روی زمین قابل اجرا باشد و آنچه در تغییرات ژنتیکی آموخته شده است، می‌تواند برای پرورش محصولات در زمین‌های خشک استفاده شود یا گیاهانی رشد کنند که می‌توانند سطوح بالاتری از فلزات را تحمل کنند.

اگر رشد گیاهان در ماه در کمک به سبزتر شدن باغ‌ها در زمین باشد، بزرگی خواهد بود.

انتهای پیام



منبع