Các nhà khoa học công bố lần đầu tiên thực vật nảy mầm và phát triển trên Trái đất trong đất từ một thiên thể khác. Cây trồng trong đất Mặt trăng do các phi hành gia mang về trong sứ mệnh Apollo được coi là một bước tiến to lớn với kiến thức của nhân loại về nông nghiệp vũ trụ.
Thí nghiệm này do các nhà khoa học thuộc Đại học Florida tiến hành, được đăng tải trên tạp chí Communications Biology ngày 13/5.
Các nhà nghiên cứu đã chọn trồng cây arabidopsis thaliana - một họ của cây cải xanh, vì nó dễ phát triển và đã được nghiên cứu kỹ lưỡng về mã di truyền.
Nghiên cứu này có thể đặt nền tảng cho việc phát triển các loài thực vật cung cấp ôxy và thức ăn trên Mặt trăng trong bối cảnh chương trình Artemis của NASA tìm cách đưa người phụ nữ đầu tiên và người da màu đầu tiên đặt chân lên cực Nam Mặt Trăng vào cuối thập kỷ này.
Lisa Paul, giáo sư nghiên cứu về khoa học làm vườn tại Viện Khoa học Nông nghiệp và Thực phẩm thuộc Đại học Florida, Mỹ cho hay.: “Thực vật giúp xác minh rằng các mẫu đất mang về từ Mặt trăng không chứa mầm bệnh hoặc các thành phần không xác định khác có thể gây hại cho sự sống trên mặt đất, nhưng những thực vật đó được phủ lớp đất mặt Mặt trăng chứ chưa bao giờ thực sự được trồng trong đó".
Giáo sư Paul và đồng tác giả nghiên cứu Rob Ferl - giáo sư khoa học làm vườn tại Viện Khoa học Nông nghiệp và Thực phẩm UF, muốn tiến thêm một bước nữa và xem liệu hạt giống có mọc trong đất Mặt trăng hay không.
Thí nghiệm này đã được đề xuất từ 15 năm trước và yêu cầu lấy mẫu vật Mặt trăng cuối cùng được chấp thuận cách đây 18 tháng. Các nhà nghiên cứu đã đề nghị NASA cấp 4 gram mẫu vật từ Mặt Trăng trong sứ mệnh Apollo 17.
Ryan Zeigler, người phụ trách mẫu Apollo của NASA, nhận thấy giá trị khoa học trong việc cung cấp nhiều mẫu vật hơn từ các sứ mệnh Apollo khác nhau. Ông đã gửi cho nhóm nghiên cứu tổng cộng 12 gram (2,7 muỗng cà phê) từ các mẫu vật Mặt trăng thu được từ các sứ mệnh Apollo 11, 12 và 17.
Các nhà nghiên cứu đã đưa vào mỗi ống trồng cây 1 gram đất Mặt trăng, bổ sung chất dinh dưỡng và nước, rồi cho vào một vài hạt Arabidopsis thaliana - cây thuộc họ cải có nguồn gốc từ khu vực Á- Âu và Châu Phi.
Hạt giống cũng được trồng vào đất từ Trái đất để làm nhóm đối chứng. Kết quả, sau 2 ngày, tất cả hạt giống ở 2 nhóm đều nảy mầm và phát triển tương tự nhau. Tới ngày thứ 6 của thí nghiệm, sự khác biệt bắt đầu xuất hiện, với những cây trong mẫu đất Mặt trăng sinh trưởng chậm hơn và rễ còi cọc.
Sau 20 ngày, các nhà khoa học thu hoạch tất cả các cây và tiến hành các nghiên cứu về ADN. Phân tích cho thấy, cây trồng trên đất Mặt trăng đã phản ứng tương tự như những cây trồng trong môi trường khắc nghiệt như đất có quá nhiều muối hoặc kim loại nặng.
Đất càng phơi dưới bức xạ vũ trụ và gió mặt trời lâu trên Mặt Trăng, cây trồng càng phát triển kém. Môi trường để cây phát triển cũng cần điều chỉnh thông qua thay đổi hỗn hợp dưỡng chất hoặc ánh sáng nhân tạo.
Mẫu vật Apollo 11 vốn tiếp xúc với các yếu tố trên lâu hơn hàng tỷ năm so với những mẫu vật khác do bề mặt cổ xưa ở khu vực Sea of Tranquility, là cằn cỗi nhất đối với cây trồng, theo nhóm nghiên cứu.
Simon Gilroy, nhà sinh vật học ở Đại học Wisconsin-Madison, cho biết: "Đây là một bước tiến mới nhằm xác định có thể trồng cây trên Mặt Trăng hay không. Bước tiếp theo là trồng trên bề mặt Mặt Trăng”.
Đất Mặt Trăng chứa nhiều mẩu thủy tinh cực nhỏ từ vô số vụ va chạm với thiên thạch nhỏ. Một giải pháp là sử dụng những địa điểm địa chất có niên đại thấp như ống dung nham để đào đất trồng.
Chỉ có 382 kg đất đá Mặt Trăng được mang về Trái Đất qua 6 nhiệm vụ Apollo. Phần lớn được niêm phong, buộc các nhà nghiên cứu phải thí nghiệm với đất mô phỏng làm từ tro núi lửa trên Trái Đất.
Các nhà nghiên cứu hy vọng có thể tái chế đất Mặt Trăng vào cuối năm nay, trồng nhiều cải xoong hơn trước khi chuyển sang loại cây trồng khác.
Theo NASA, thời gian thực hiện thí nghiệm này rất phù hợp bởi họ đang tìm cách đưa phi hành gia trở lại Mặt Trăng trong vài năm tới. Trường hợp lý tưởng là phi hành gia có thể khai thác nguồn cung cấp đất Mặt Trăng vô hạn để trồng cây trong nhà.
Ngọc Mai
(Tổng hợp)
