Uzay araştırmaları; başlangıç tarihinden itibaren farklı gezegenlerde suyun kimyasal varlığı, atmosferlerinde bulunan elementler ve potansiyel yaşam formlarının varlığı gibi araştırılması önemli ve ilgi çekici konuları içermektedir. Özellikle günümüzde, Mars görevleri bu alanlarda büyük bir önem kazanmıştır. Peki insanlık olarak ilk defa ayak basılan Dünya dışı gezegen olan Ay’da bitki yetiştirilebilir mi? Ay yüzeyi bitki yetiştirmeye elverişli mi?
Florida Üniversitesi’nde yapılan deneyde Johnson Uzay Merkezi’ndeki Apollo Örnekleri, Ryan Ziegler aracılığıyla, Apollo 11, 12 ve 17 görevlerinden elde edilen “regolit” (Ay yüzeyi üzerindeki tozlu tortu yapıları) örnekleri alan araştırmacılar yetiştirmek üzere Fare Kulağı Teresi (Arabidopsis thaliana) bitkisini kullandılar. Araştırmacıların yapmış olduğu ay regolitinde bitki yetiştirmesine dair geçmişte bir deney yapılmadığından bu deney bir ilk olmuştur. Ayrıca toprak biyolojisi ile Ay materyalleri arasındaki ilişki, moleküler biyoloji çağında araştırılmamış bir konudur.
UF/IFAS fotoğrafı: Tyler Jones
Bitkiler, model organizmalar olarak kullanıldıklarında yerçekimi, radyasyon ve uzayla ilgili diğer biyolojik olaylar hakkında bilgi sağlarlar. Bu nedenle, bitkilerin uzay araştırma ortamlarına adaptasyonuyla ilgili fizyolojik mekanizmaların anlaşılmasına önemli katkılarda bulunurlar. Artemis Ay Keşif Bilim Programı’nın bir parçası olarak bitki yetiştirmek için ay regolitininin kullanılması ve gelecekteki sürdürülebilir ay yerleşimi için öngörü sağlamak amacıyla, küçük ölçekli bitki büyümesini sağlayabilen 48 kuyulu laboratuvar plakalarına dayanan küçük bir sistem geliştirdiler.
Araştırmacılar, genellikle hücre kültürleme için kullanılan plastik plakalardaki bitkileri büyütmek için yüksük büyüklüğündeki kuyucukları kullandılar. Her kuyucuk, bir çeşit saksı görevi görüyordu. Yaklaşık bir gram ay regoliti ile doldurulan her saksı, bilim insanları tarafından besin çözeltisiyle nemlendirildi ve üzerine Arabidopsis bitkisinden birkaç tohum eklediler.
UF/IFAS fotoğrafı: Tyler Jones
Arabidopsis‘in genetik kodu tam olarak haritalandığı için bu bitki biliminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Araştırmacıların Arabidopsis bitkisini Ay regolitinde yetiştirerek bitkilerin gen ifadesini nasıl etkilediğini daha iyi anlamaları önemli bir gelişmeydi.
Bu deneyde, araştırmacılar sadece Ay regoliti değil, aynı zamanda JSC-1A adlı karasal bir maddeyi kullanarak simüle edilmiş Mars toprakları ve zorlu kara toprakları da dahil olmak üzere farklı toprak türlerini incelediler. Ay’a özgü olmayan bu topraklarda yetişen bitkiler, deneyin kontrol grubunu oluşturmuştu.
Apollo, Ay regolitinin tüm kaynaklarında çimlenme oranları %100’e yakın olduğunu tespit ettiler ve JSC-1A benzerindeki oranlardan ayırt etmeleri zorlaşmıştı.
Araştırmacılar, deney öncesinde ay regolitinde bitkilerin filizlenmesini tahmin etmemişlerdi, hatta bir sonuç alabileceklerine dair düşünceleri yoktu. Ancak, neredeyse tüm bitkilerin filizlendiğini gözlemlediler. Bu durum, ay regolitlerinin bitki çimlenmesiyle ilgili hormonları ve sinyalleri kesintiye uğratmadığını göstermektedir.
Araştırmacı doktor Paul, “Genetik düzeyde bitkiler, genellikle tuz ve metaller gibi stres faktörleriyle başa çıkmak için kullanılan araçları devreye sokuyordu. Bu da bitkilerin ay toprak ortamını stresli olarak algıladığımızı gösteriyor,” ifadelerini kullandı. Ayrıca, “Sonuç olarak, gen ifadesi verilerini kullanarak bitkilerin, özellikle de tarım ürünleri, sağlıklarına çok az etkisi olan bir şekilde ay regolitinde büyüyebilecekleri düzeye nasıl ulaştırabileceğimizi anlamak istiyoruz,” dedi.
Kesin olarak “Ay’da ya da Mars’ta bitki yetiştirebilmek mümkündür” demek şu an için pek mümkün görülmeyebilir fakat ilerleyen ve gelişen teknolojiler bunu mümkün kılabilecektir. Bu konular özelinde araştırmalar ve çalışmalar hız kesmeden artmaktadır. Bir gün bu soruların cevabını daha net bir şekilde işitebileceğimiz şüphesizdir.
Bilimle ve sağlıklı bitkilerle kalın sevgili Moletik okurları 🙂
Türk bilim insanlarımız da uzayda bitki yetiştirme ile ilgili projeler yapıyorlar. Bununla ilgili olarak bu linkten yazdığımız yazıya ulaşabilirsiniz.
Kaynaklar
Paul, A. L., Elardo, S. M., & Ferl, R. (2022). “Plants grown in Apollo lunar regolith present stress-associated transcriptomes that inform prospects for lunar exploration”. Communications Biology, 5(1), 382. https://doi.org/10.1038/s42003-022-03334-8 .
A first: Scientists from the University of Florida grow plants in soil from the Moon – Florida Agriculture
