播種后 6 天的擬南芥種子，左側使用了月壤模擬物，右側使用了阿波羅 11 號、12 號、17 號任務采集的月壤樣本。（圖片來源：UF/IFAS photo by Tyler Jones）

撰文  | 喬安娜 · 湯普森（Joanna Thompson）

翻譯  | 趙歡

羅伯特 · 費爾（Robert Ferl）的實驗室終于迎來了 12 克裝在簡單 UPS 盒子里的月壤。

費爾是美國佛羅里達大學的一名園藝學家。這一刻，他等待了十多年。小盒子上還蓋有美國航空航天局（NASA）的郵戳，里面裝有未開封的月壤（也被稱為風化層）樣本——阿波羅計劃期間采集的月壤中剩下的一部分樣本。費爾回憶道，即使已經做了幾個月的實驗，一拿起月壤樣本，雙手還是會顫抖不已。" 這很詭異，" 他說道，" 但你知道如果那個瓶子掉下去了，會發生什么事情？" 好在，最終費爾和團隊首次實現了在真正的月壤中種植植物。

NASA 的阿爾忒彌斯（Artemis）計劃在美國掀起了一股月球研究熱潮，費爾和同事也加入了其中，因此可以獲得批準開展這項研究。阿爾忒彌斯計劃的目標是在未來十年將宇航員成功送往月球并返回，以及在月球上建立一個長期生存基地，作為前往火星探索的中轉站。科學家預計，這項任務將需要一個可持續的食物源。吉爾 · 考索恩（Gil Cauthorn，未參與這項研究）是來自日本大阪的一位研究人員，也是太空植物學國際研究組織的開發總監。考索恩表示：" 對于所有的人類太空探索活動而言，能否為宇航員提供充足的食物是一個關鍵的驅動因素。"

這項新研究發表在《通訊生物學》（Communications Biology）雜志上，費爾和同事最終證實，植物可以在月壤中生長。而這在人類歷史上還是首次。不過，幼苗其實并沒有茁壯成長，因此未來月球上的農夫還需要給月壤施肥。

為了測試月壤，費爾和團隊把樣本分為 12 份，每一份含有 900 毫克月壤，并分別種上擬南芥（Arabidopsis thaliana）的種子。擬南芥是芥菜和卷心菜的近親，演化出了耐寒的能力。所有的擬南芥種子都成功破土發芽，但這些幼苗在下一個生長階段卻遇到了困難：它們難以建立健康的根系系統。這主要是因為月壤富含鹽分和金屬元素，同時缺乏水分和微生物。因此，月壤中的擬南芥幼苗生長遲緩，面臨著生存壓力。

對于適宜植物生長的土壤而言，有益微生物是其中最重要的組成。美國西方學院的植物生理生態學家格蕾琴 · 諾思（Gretchen North，未參與這項研究）指出：" 微生物可以在植物生長過程中發揮巨大的作用。"例如，共生菌有助于植物調節生長素，抵抗病原體，最大限度地減少環境壓力，以及吸收氮等關鍵營養素。然而，月壤缺乏天然微生物，這使植株難以吸收養分和應對壓力。

此外，月壤就像水泥一樣，一旦加水攪拌，密度就會增加，從而變得非常硬。考索恩表示：" 月壤加水后很難不會變成一塊硬‘石頭’。"

添加額外的養分或堆肥或許可以促進微生物生長，從而改善植物生長。諾思主要研究模擬火星土壤中的植物生長，她猜測月球土壤仍然比銹色的火星土壤更肥沃。這是因為火星土壤富含高氯酸鹽，而高氯酸鹽是一種會對生物造成危害的氧化物。

費爾希望繼續研究生命是如何在其他貧瘠的土壤中生存的。這將有助于推動人類未來的太空探索活動，以及改善地球上貧瘠土壤（缺乏營養和水分）的農業產出。不過，眼下費爾和同事還是很滿足于用地球上僅剩的一小部分月壤做實驗。他說：" 我們能擁有這次機會已經十分幸運了。"