Erste Kichererbsensamen in geändertem Mondstaub.(Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung von Jessica Atkin)
Forscher haben zum ersten Mal Kichererbsensamen in mondähnlichem Boden gezüchtet und damit den Weg geebnet, um die Abhängigkeit von verpackten Lebensmitteln bei zukünftigen bemannten Missionen zu verringern.
„Der Mond hat keinen Boden wie die Erde“, sagte Jessica Atkin, eine Doktorandin an der Texas A&M University, die eine der beiden Koautoren der neuen Studie ist, die noch nicht von Fachleuten geprüft wurde, in einer Erklärung.
Im Gegensatz zum Boden auf der Erde fehlt es dem Mondboden an organischer Substanz, die reich an Nährstoffen und Mikroorganismen ist, deren Vorhandensein für das Pflanzenwachstum entscheidend ist. „Hinzu kommen andere Herausforderungen wie die geringere Schwerkraft, Strahlung und toxische Elemente.“
Erfolgreicher Pflanzenanbau auf dem Mond hat greifbare Vorteile. Der wichtigste ist, dass damit eine nachhaltige, nahrhafte Ressource für künftige Raumfahrer zur Verfügung stünde, so dass weniger verpackte Lebensmittel von der Erde nachgeliefert werden müssten – ein teures Unterfangen, das den Anforderungen langfristiger Raumfahrtmissionen noch nicht gerecht wird. Außerdem ist die dünne Atmosphäre des Mondes für uns sauerstoffabhängige Erdbewohner nicht geeignet, so dass Pflanzen auf dem Mond auch eine Quelle für Atemluft für künftige Astronauten darstellen könnten.
Da der Mondboden jedoch selbst nach Zugabe von Kompostmischungen keine erdähnlichen Pflanzen begünstigt, gehen Atkin und ihre Kollegen davon aus, dass eine Veränderung der chemischen und physikalischen Eigenschaften des Bodens das Vorkommen nützlicher Mikroorganismen begünstigen könnte. Dies gab den Anstoß für die neue Studie.
Atkin und ihre Kollegen verwendeten daher „veränderten Mondstaub“, ein Material, das aus geologischen Materialien der Erde hergestellt wurde, um den Mondboden in Bezug auf seine Mineralien und die Größe seiner charakteristischen Partikel nachzubilden. Das Studienteam stellte die Hypothese auf, dass die mikroskopischen Interaktionen zwischen Kichererbsen, arbuskulären Mykorrhizapilzen (AMF) und Vermicompost (VC) das Pflanzenwachstum fördern würden, indem sie Toxine aus dem angereicherten Mondstaub binden und dessen Struktur so verändern, dass die Wasserspeicherung und Stresstoleranz verbessert werden. Um diese Hypothese zu testen, setzte das Team AMF in unterschiedlichen Konzentrationen in einer Mischung aus Mondstaub und Vermicompost ein.
Das Studienteam hat Kichererbsensamen eingetopft, die wegen ihrer kompakten Größe und ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Stress ausgewählt wurden. „Sie sind eine großartige Proteinquelle und verbrauchen weniger Wasser und Stickstoff als andere Nahrungspflanzen“, so Atkin in derselben Erklärung. „Wir haben eine Desi-Kichererbsen-Sorte verwendet, um den begrenzten Platz in einem Habitat zu nutzen.“
Für die nächsten vier Monate wurden die Behälter in einem temperaturgeregelten Anbauzelt gelagert, wo die Forscher die Erde mit gereinigtem Wasser befeuchteten.
Am 13. Tag waren alle Samen gekeimt, aber die Pflanzen, die schließlich keimten, zeigten Chlorophyllmangel sowie andere Anzeichen von Stress, einschließlich Zwergwuchs, Verlust von Blattfläche und entweder reduzierte oder fehlende Triebverzweigung. Dies könnte laut der neuen Studie auf die schlechte Wasserrückhaltefähigkeit des Bodens zurückzuführen sein.
Am 13. Tag lag die Keimrate bei 100 %. Die Experimente sind wie in Abbildung 2 beschriftet. Die Topfmischung (Kontrolle) zeigt große Blätter und eine stärkere Verzweigung, wohingegen die Pflanzen in der Mondregolith-Simulanzmischung Anzeichen von Xenomorphismus zeigen, mit reduzierter Blattfläche, geringerem Blattwachstum und geringerer Triebhöhe. (Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung von Jessica Atkin)
Die Kichererbsen brauchten in dem Experiment außerdem 120 Tage bis zur Reife, während sie auf der Erde normalerweise nur 100 Tage brauchen. Die produzierten Kichererbsen „müssen auf Schwermetallkonzentrationen getestet werden, und das werden wir auch tun“, so Atkin gegenüber New Scientist.
Trotz der Einschränkungen sagen die Forscher, dass diese frühen Ergebnisse eine Möglichkeit bieten könnten, Pflanzen an Ort und Stelle auf dem Mond anzubauen. Immerhin hat die Studie dazu geführt, dass zum ersten Mal Kichererbsen in Mondstaub angebaut wurden, wenn auch in einer simulierten Version.
„Das Neue an der Wurmkultur ist, dass sie im Weltraum durchgeführt werden kann, sei es in einer Raumstation oder auf dem Mond, was den Bedarf an Versorgungsmissionen reduziert“, fügte Atkin hinzu.
Diese Forschung wird in einem Preprint-Papier beschrieben, das auf Biorxiv veröffentlicht wurde.
