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宇宙射線和太陽風(fēng)破壞月球土壤 或損害植物發(fā)育
發(fā)布日期： 2022-05-13 14:53:06 來源： 中國科學(xué)報(bào)

科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)研究了植物在月球上生長的可行性，表明與在地球火山灰中相比，擬南芥植株在月球土壤樣本中的生長速度較慢，并表現(xiàn)出更多應(yīng)激跡象。這些月壤是阿波羅任務(wù)中收集的樣本。作者指出，這些發(fā)現(xiàn)表明為了讓植物能在月球土壤中有效生長，對植物和月壤的相互作用還需進(jìn)一步研究。相關(guān)研究結(jié)果5月12日發(fā)表于《通訊—生物學(xué)》。

美國佛羅里達(dá)大學(xué)的Robert Ferl和同事測試了月壤是否能支持植物生命，他們讓擬南芥(一種產(chǎn)于歐洲和非洲的開花植物)在十二個(gè)土壤樣本中生長，這些土壤由阿波羅11號(hào)、12號(hào)和17號(hào)月球任務(wù)收集。

由于每次任務(wù)中收集的樣本來自不同土層，阿波羅11號(hào)的樣本暴露于月球表面的時(shí)間比阿波羅12號(hào)和17號(hào)樣本更久。研究者檢查了這些植物之間、以及與16份地球火山灰樣本中生長的擬南芥相比是否存在生長和基因表達(dá)差異(火山灰的顆粒大小和礦物組成與月球土壤類似)。

研究者發(fā)現(xiàn)，種子雖然可以在所有土壤環(huán)境中生長，但月球土壤中的植物比在火山灰中長得更慢，需要更長時(shí)間展葉，有更多生長停滯根。雖有些月壤植株的形狀和顏色與火山灰中生長的類似，但另一些生長受阻，含有發(fā)紅的黑色素——這是植物應(yīng)激的典型跡象。對三株較小顏色較暗淡植物進(jìn)行的遺傳分析表明它們有超過1000個(gè)基因(大多與應(yīng)激有關(guān))的表達(dá)水平與火山灰中植株不同。

此外，研究者發(fā)現(xiàn)阿波羅11號(hào)采集樣本中生長的植株，長勢弱于阿波羅12號(hào)和17號(hào)樣本中植株，與火山灰中植株相比表達(dá)了更多不同水平的基因。阿波羅11、12和17號(hào)收集樣本中的植株分別表達(dá)了465、265和113個(gè)不同水平的基因。這些基因中71%與鹽分、金屬和含活性氧分子造成的應(yīng)激有關(guān)。

這些發(fā)現(xiàn)表明，月壤雖可用于種植，但它支持植物生長的水平不及火山灰——尤其是那些更暴露于月球表面的月壤。研究者推測，宇宙射線和太陽風(fēng)破壞了月壤，而且這些月壤中含有微小的鐵顆粒，或誘發(fā)植物的應(yīng)激反應(yīng)，損害其發(fā)育。(作者：馮麗妃 )

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