In Mondregolith angebaute Kichererbsen sind gestresst, erreichen aber ihre Reife, zeigt eine Studie

A Aktueller Vorabdruck gepostet bioRxiv untersucht, wie Kichererbsen erfolgreich in Mondregolithsimulanzien (LRS) angebaut wurden, und stellt damit das erste Mal dar, dass eine solche Richtlinie nicht nur für Kichererbsen, sondern auch für den Anbau von Nahrungsmitteln für langfristige bemannte Weltraummissionen erstellt wurde.

Diese Studie wurde von Forschern der Texas A&M University und der Brown University durchgeführt und birgt das Potenzial, effizientere Methoden für den Nahrungsmittelanbau unter Nutzung außerirdischer Ressourcen zu entwickeln, insbesondere mit dem Artemis-Programm der NASA, das in den nächsten Jahren Menschen auf die Mondoberfläche zurückbringen soll.

„Der Mond hat keinen Boden wie die Erde“, sagte Jessica Atkin, MS-Studentin in Bodenwissenschaften an der Texas A&M University und Hauptautorin der Studie. „Auf der Erde verfügt der Boden über organisches Material, das mit Nährstoffen und Mikroorganismen gefüllt ist, die das Pflanzenwachstum unterstützen. Diese fehlen auf dem Mond. Dies bringt weitere Herausforderungen mit sich, wie verringerte Schwerkraft, Strahlung und giftige Elemente.“

Für die Studie verglichen die Forscher die Beziehung zwischen Vermicompost (VC) und arbuskulären Mykorrhizapilzen (AMF) mit dem Ziel, eine produktive LRS-Struktur für den erfolgreichen Anbau von Kichererbsen (Cicer arietinum) zu schaffen. AMF wird oft verwendet, um die Produktion von Pflanzenwachstumshormonen zu unterstützen, während VC Wurmkot enthält, der zur Förderung des Samenwachstums verwendet wird. Das Team analysierte verschiedene Kombinationen von 25 %, 50 %, 75 % und 100 % LRS, wobei jede mit entsprechenden Messungen von VC und AMF gemischt wurde. Obwohl die Experimente auf 120 Tage angelegt waren, stellten die Forscher fest, dass die Samen bereits am 16. Tag zu 100 % wuchsen und auch in der 6., 9. und 11. Woche weiter wuchsen.

In der Studie heißt es: „Wir berichten über den ersten Vorfall einer wachsenden Kichererbse (Cicer arietinum) in Mondregolithsimulanzien. Wir verwendeten erstmals auf der Erde übliche Bodenregenerationstechniken mit LRS, wobei wir sowohl AMF als auch VC verwendeten. Außerdem gelang uns die erste dokumentierte Kichererbse.“ Ertrag in einer LRS-Mischung. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Regenerationsmethoden, die auf Erdböden angewendet werden, zur Konditionierung von Mondregolithen beitragen können. Trotz vielversprechender Ergebnisse zeigten alle Pflanzen in LRS Anzeichen von Chlorophyllmangel.“

Chlorophyll hat die entscheidende Aufgabe, Licht, meist Sonnenlicht, zu absorbieren, damit die Pflanze es für die Photosynthese nutzen kann. Während das Team einen Mangel an Chlorophyll feststellte, stellte es auch fest: „In der siebten Woche deutet eine sichtbare Verbesserung des Chlorophyllspiegels auf eine erfolgreiche AMF-Kolonisierung in der geimpften Gruppe hin“, wobei die Impfung auf das eingebaute AMF zurückzuführen sei.

Wie bereits erwähnt, kommt diese Studie zu einem Zeitpunkt, an dem die NASA plant, im Rahmen ihres Artemis-Programms in den nächsten Jahren Menschen zurück zum Mond zu schicken. Der erfolgreiche Anbau von Pflanzen mithilfe von Mondregolith wird auch als In-situ-Ressourcennutzung (ISRU) bezeichnet, was den Bedarf an ständiger Nachlieferung von Nahrungsmitteln oder Boden von der Erde erheblich reduzieren könnte. Obwohl weder in der Studie noch von den Forschern direkt erwähnt, spiegelt diese Studie die Lunar Surface Innovative Initiative der NASA wider, deren Ziel darin besteht, Technologien auf dem Mond zu entwickeln, die für zukünftige bemannte Missionen zum Mars genutzt werden könnten.

„Das Neue an der Verwendung von Vermikultur ist, dass alles im Weltraum durchgeführt werden kann, sei es in einer Raumstation oder auf dem Mond, wodurch der Bedarf an Nachschubmissionen verringert wird“, sagte Atkin.

Diese Neuheit umfasst nicht nur die Internationale Raumstation (ISS) und bevorstehende Artemis-Missionen, sondern könnte auch kommerzielle Raumstationen wie die geplante Axiom-Station umfassen, die irgendwann im Jahr 2026 ihr erstes Modul zur ISS schicken soll. Um den Fortschritt zu veranschaulichen Diese Studie wurde für den Anbau von Pflanzen in LRS durchgeführt, nachdem Forscher an der University of Florida die Pflanze Arabidopsis thaliana erfolgreich im Mondregolith gezüchtet hatten, dabei jedoch feststellten, dass die Pflanzen nicht die gewünschten Parameter erreichten, was in dieser jüngsten Studie erreicht wurde.