Florida Üniversitesi biyologları, NASA'nın Apollo 11, 12 ve 17 görevlerinden getirilen örnekleri kullanarak, model bir karasal bitki olan Arabidopsis thaliana'nın çeşitli ay regolitlerinde başarılı bir şekilde çimlenip büyüyebileceğini gösterdi.
Gelecekteki, daha uzun uzay görevleri için Ay'ı bir merkez veya fırlatma rampası olarak kullanabiliriz. Çalışmanın kıdemli yazarı Profesör Rob Ferl, "Bu, bitki yetiştirmek için zaten var olan toprağı kullanabileceğimiz anlamına geliyor" dedi.
"Peki, bir bitkinin evrimsel deneyiminin tamamen dışında olan, ay toprağında bitki yetiştirdiğinizde ne olur? Ay serasında bitkiler ne yapardı? Ay çiftçilerimiz olabilir mi?”
Bu soruları yanıtlamaya başlamak için, Profesör Ferl ve meslektaşları aldatıcı derecede basit bir deney tasarladılar: Ay toprağına tohum ekin, su, besin ve ışık ekleyin ve sonuçları kaydedin.
Ancak bu deneyi yapmak için sadece 12 gram - sadece birkaç çay kaşığı - ay toprağı vardı.
NASA'dan ödünç alınan bu toprak, Apollo 11, 12 ve 17 Ay'a yapılan görevler sırasında toplandı.
Araştırmacılar, minik ay bahçelerini büyütmek için normalde kültür hücrelerinde kullanılan plastik plakalarda yüksük büyüklüğünde kuyular kullandılar. Her kuyu bir kap işlevi gördü.
Her bir saksıyı yaklaşık bir gram ay toprağı ile doldurduktan sonra, bilim insanları toprağı bir besin solüsyonuyla nemlendirdiler ve Avrasya/Afrika'ya özgü küçük bir çiçekli bitki olan Arabidopsis thaliana'dan birkaç tohum eklediler.
Bu model bitkinin ay toprağında yetiştirilmesi, yazarların, toprağın bitkileri, gen ifadesi düzeyine kadar nasıl etkilediği konusunda daha fazla fikir edinmelerini sağladı.
Karşılaştırma noktaları olarak, gerçek ay toprağını taklit eden karasal bir madde olan JSC-1A'ya Arabidopsis thaliana'yı ve ayrıca aşırı ortamlardan simüle edilmiş Mars topraklarını ve karasal toprakları da yerleştirdiler.
Aysal olmayan bu topraklarda yetişen bitkiler deneyin kontrol grubuydu.
Deneyden önce araştırmacılar, ay topraklarına ekilen tohumların filizlenip filizlenmeyeceğinden emin değillerdi. Ama neredeyse hepsi filizlendi.
“Biz hayran kaldık. Bunu tahmin etmedik. Bu bize ay topraklarının bitki çimlenmesiyle ilgili hormonları ve sinyalleri kesintiye uğratmadığını gösterdi” diyor çalışmanın ilk yazarı Profesör Anna-Lisa Paul.
Ancak, zaman geçtikçe bilim insanları, ay toprağında yetişen bitkiler ile kontrol grubu arasındaki farklılıkları gözlemlediler.
Örneğin, Ay topraklarında yetişen bazı bitkiler, emsallerinden daha küçüktü, daha yavaş büyüyordu ya da boyut olarak daha çeşitliydi.
Profesör Paul, "Bunların hepsi, bitkilerin Ay'ın toprağının kimyasal ve yapısal yapısıyla başa çıkmak için çalıştıklarının fiziksel işaretleriydi" dedi.
Bu, ekip bitkilerin gen ekspresyon modellerini analiz ettiğinde daha da net şekilde doğrulandı.
Profesör Paul, "Genetik düzeyde, bitkiler, tuz ve metaller veya oksidatif stres gibi stresörlerle başa çıkmak için tipik olarak kullanılan araçları çekiyorlardı, bu nedenle bitkilerin ay toprağı ortamını stresli olarak algıladıkları sonucuna varabiliriz" dedi.
"Nihayetinde, stres tepkilerini bitkilerin, özellikle ekinlerin, sağlıklarına çok az etki ederek ay toprağında büyüyebilecekleri düzeye nasıl iyileştirebileceğimizi ele almak için gen ifadesi verilerini kullanmak istiyoruz."
Ay çok, çok kuru bir yer. Ay toprağındaki mineraller, eklenmiş su ve besinlerle içlerinde bir bitkinin yetiştirilmesine nasıl tepki verecek? Su eklemek, mineralojiyi bitkiler için daha uygun hale getirecek mi?
Takip çalışmaları bu sorular ve daha fazlası üzerine inşa edilecektir. Şimdilik, yazarlar Ay'da bitki yetiştirmeye yönelik ilk adımları atmayı kutluyorlar.
"Bu deneyi yapmak istedik çünkü yıllardır şu soruyu soruyorduk: Ay toprağında bitkiler yetişir mi? Görünüşe göre cevap evet," dedi Profesör Ferl.
Bulgular üzerine bir makale Communications Biology dergisinde yayınlandı.