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WASHINGTON – Wissenschaftler haben zum ersten Mal Samen in Erde vom Mond gezüchtet – Proben, die während NASA-Missionen in den Jahren 1969 und 1972 entnommen wurden – in einer Errungenschaft, die das Versprechen einläutet, irdische Pflanzen zur Unterstützung menschlicher Außenposten auf anderen Welten zu verwenden.
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Forscher sagten am Donnerstag, sie hätten Samen eines winzigen blühenden Unkrauts namens Arabidopsis thaliana in 12 kleine fingerhutgroße Behälter gepflanzt, von denen jeder ein Gramm Monderde enthielt, genauer gesagt Mondregolith, und beobachteten, wie sie keimten und wuchsen. Mond-Regolith unterscheidet sich mit seinen scharfen Partikeln und dem Mangel an organischem Material stark vom Erdboden, sodass nicht bekannt war, ob Samen keimen würden.
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„Als wir zum ersten Mal diese Fülle grüner Sprossen sahen, die alle Proben überzogen, raubte es uns den Atem“, sagte Anna-Lisa Paul, Professorin für Gartenbauwissenschaften, Direktorin des Interdisziplinären Zentrums für Biotechnologieforschung der Universität von Florida und Co-Leiterin der Studie veröffentlicht in der Zeitschrift Communications Biology.
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„Pflanzen können in Mond-Regolith wachsen. Diese eine einfache Aussage ist enorm und öffnet die Tür für zukünftige Erkundungen unter Verwendung von Ressourcen, die auf dem Mond und wahrscheinlich auf dem Mars vorhanden sind“, sagte Paul.
Jeder Samen keimte und es gab in den frühen Stadien des Wachstums keine äußerlichen Unterschiede zwischen denen, die in den Regolith gesät wurden – der hauptsächlich aus zerkleinerten Basaltgesteinen bestand – und Samen, die zu Vergleichszwecken in Vulkanasche von der Erde mit ähnlicher Mineralzusammensetzung und Partikelgröße gesät wurden.
Die Regolith-Samen schnitten, vielleicht wenig überraschend, weniger gut ab als die Vergleichspflanzen. Sie wuchsen langsamer und im Allgemeinen kleiner, hatten verkrüppeltere Wurzeln und zeigten eher stressbedingte Merkmale wie kleinere Blätter und eine tiefrotschwarze Färbung, die für ein gesundes Wachstum nicht typisch ist. Sie zeigten auch Genaktivität, die auf Stress hinweist, ähnlich wie Pflanzenreaktionen auf Salz, Metall und Oxidation.
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„Obwohl Pflanzen im Regolith wachsen konnten, mussten sie dafür metabolisch hart arbeiten“, sagte Paul.
Dass sie überhaupt wuchsen, war für die Forscher bemerkenswert. Der Co-Leiter der Studie, Rob Ferl, stellvertretender Vizepräsident für Forschung an der Universität von Florida, sagte, er fühle „Freude, dem Leben zuzusehen, wie es etwas tut, was noch nie zuvor getan wurde“.
„Pflanzen wachsen zu sehen ist insofern eine Errungenschaft, als sie besagt, dass wir zum Mond fliegen und unsere Nahrung anbauen, unsere Luft reinigen und unser Wasser recyceln können, indem wir Pflanzen so verwenden, wie wir sie hier auf der Erde verwenden. Es ist auch eine Offenbarung, da es besagt, dass das Leben auf der Erde nicht auf die Erde beschränkt ist“, fügte Ferl hinzu.
Arabidopsis, auch Ackerschmalwand genannt, wird aufgrund seines schnellen Lebenszyklus und eines tiefen Verständnisses seiner Genetik häufig in der wissenschaftlichen Forschung verwendet, einschließlich früherer Experimente im Orbit.
Die NASA stellte 12 Gramm – nur wenige Teelöffel – Regolith zur Verfügung, das während der Missionen Apollo 11, Apollo 12 und Apollo 17 gesammelt wurde. Die Forscher pflanzten drei oder vier Samen in ein Dutzend Behälter, die mit einer Nährlösung angefeuchtet waren, und platzierten sie dann in einem Labor bei etwa 23 Grad Celsius unter LED-Lichtern, die einen rosa Farbton abgeben.
Die Samen keimten innerhalb von drei Tagen. Nach etwa einer Woche Wachstum entfernten die Forscher alle bis auf eine Pflanze aus jedem Behälter. Die eine wurde wachsen gelassen, bis sie 20 Tage alt war, und ihre Blätter wurden dann geerntet, um die Genaktivität zu bestimmen.
Die Forscher stellten auch fest, dass Regolith, das länger kosmischer Strahlung und Sonnenwind auf der Mondoberfläche ausgesetzt war, weniger wachstumsfreundlich war.
Erdpflanzen könnten Menschen helfen, Außenposten an Orten wie dem Mond und dem Mars zu errichten, wie im Film „Der Marsianer“ von 2015 dargestellt, als ein Astronaut auf dem Roten Planeten Kartoffeln anbaute. Das Artemis-Programm der NASA sieht vor, dass in den kommenden Jahren Menschen auf die Mondoberfläche zurückkehren werden.
„Pflanzen sind aufgrund ihrer lebenserhaltenden Rolle tief in die Wissenschaft der Weltraumforschung eingebettet, insbesondere wenn wir erwägen, die Erde für längere Zeit zu verlassen“, sagte Ferl.