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Forschung & Technik
09.09.2022

Brot vom Mond?

Wenn Menschen eines Tages auf dem Mond leben wollen, wäre es hilfreich, auf dem dortigen Boden Pflanzen wachsen zu lassen. Doch das scheint nicht so einfach. Foto: Pixabay

Wachsen Nutzpflanzen auf Mondgestein?

Wenn die Menschheit dereinst einen Außenposten auf dem Mond errichten will, sollte dort auch das Essen für die Bewohner hergestellt werden. So jedenfalls der Plan.

Es war buchstäblich ein großer Schritt für die Menschheit, als das Raumschiff Apollo 11 im Juli 1969 auf dem Mond landete und der amerikanische Astronaut Neil Armstrong als Erster seinen Fuß auf den Erdtrabanten setzte. Und es war das erste Mal, dass eine Probe vom Mondgestein – Mondregolith genannt – eingesammelt und zur Erde gebracht wurde.

Wissenschaftler vom Institut für Lebensmittel und Landwirtschaftswissenschaften der Universität Florida, UF/IFAS, haben diese und weitere Proben der Raumfahrt-Missionen Apollo 12 und 17 genutzt, um zu schauen, ob auf Mondregolith Pflanzenwachstum möglich wäre. Die Idee dahinter: Wenn einmal menschliche Basen dauerhaft auf dem Mond unterhalten werden sollen, wäre ein Anbau auf „Mondsubstrat“ einfacher umzusetzen als zum Beispiel hydroponische Systeme. Dafür müsste der Mondboden aber als Substrat für pflanzliches Wachstum geeignet sein.

Erfolgreiche Keimung

Um das zu untersuchen, hat das Forschungsteam Mondbodenproben in Lochplatten gefüllt, die Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana ausgesät, oberflächlich bewässert und unter Wachstumsleuchten in einer Wachstumskammer platziert. Damit wurden Umweltbedingungen geschaffen, wie sie in einem Mondhabitat herrschen könnten. Und tatsächlich: Innerhalb von 48 bis 60 Stunden keimten alle Samen und bildeten zunächst normale Sprossachsen und Keimblätter. Doch wenig später zeigten sich Auffälligkeiten im Vergleich zu Pflanzen, die als Kontrolle auf einem aus irdischem Material aufgebauten „synthetischen Mondboden“ gesät worden waren.

Die Wurzeln der „Regolith-Pflanzen“ waren verkrüppelt und auch das oberirdische Wachstum verlangsamte sich ab Tag 8. Bis auf wenige Ausnahmen bildeten die Pflanzen langsamer ihre Blätter aus und besaßen geringere Rosettendurchmesser. Einige waren zudem stark verkrüppelt und pigmentiert – typische Indikatoren für Stress.

Hunderte abweichende Gene

Genetische Untersuchungen von 20 Tage alten Pflanzen bestätigten diesen Eindruck: Je nach Fundort der Mondproben waren durchschnittlich zwischen 113 und 465 Gene unterschiedlich aktiv im Vergleich zur Kontrollgruppe. Drei Viertel davon sind mit Stress durch Salz, Metalle oder reaktive Sauerstoffspezies assoziiert. Ein Drittel der Gene, die auf Proben von allen Mondstandorten ausgeprägt waren, stehen in Zusammenhang mit dem Nährstoffmetabolismus. Weiterhin fanden sich unter anderem abweichende Aktivitäten für Gene im Zusammenhang mit Phosphatmangel, Abwehr oder Aluminiumvergiftung.

Auch sortiert nach dem Erscheinungsbild der Pflanzen waren die Ergebnisse unerfreulich: selbst die Pflanzen mit dem kräftigsten Wachstum und dem normalsten Erscheinungsbild zeigten Spuren starker Stressreaktionen. Im Schnitt waren bei ihnen 150 Gene abweichend aktiv, während die mehr zurückgebliebenen Pflanzen auf mehr als 1000 abweichende Gene kamen.

Im Prinzip ja, aber...

Die Studie hat somit gezeigt, dass pflanzliches Wachstum prinzipiell auf Mondregolith möglich ist. Der Boden – von kosmischer Strahlung und Sonnenwind geprägt, stark ionisch, mit Eisenoxid-Ablagerungen und ungewöhnlichen Körnergrößen und -formen – stellt für Pflanzen aber offenbar eine stressige Umwelt dar. Optimistisch stimmte die Wissenschaftler, dass Pflanzen, die erfolgreich wurzeln konnten, offenbar besser mit den „lunaren“ Bedingungen zurechtkommen. Wenn nun noch die Art der unterschiedlich ausgeprägten Gene bestimmt wird, wäre der Weg frei für die züchterische Bearbeitung „mond-optimierter“ Pflanzen. Aber noch ein weiteres Ergebnis hat die Studie offenbart: Nirgendwo gedeihen irdische Pflanzen so gut wie auf der Erde, an deren Bedingungen sie sich evolutionär über  Jahrmillionen angepasst haben.

Quelle: pflanzenforschung.de

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