13/05/2022 Et si la Lune était verte

Rendre la Lune plus verte serait possible. Le défi serait considérable. Mais aujourd’hui, il ne paraît pas impossible. Il est clair qu’emmener des humains sur la Lune et leur permettre d’y survivre sans faire appel à des aliments végétaux importées serait un premier pas essentiel en ce sens. Encore faudrait-il trouver des organismes capables de résister à un sol lunaire très hostile.

Un grand pas en avant vient d’être franchi en ce sens avec une recherche résumée dans Nature Communications Biology en date du 12 mai 2022 et référencée ci-dessous.

Les auteurs, chercheurs en biotechnologie de l’Université de Floride, ont réussi à faire pousser des plantes dans du sol lunaire. Il s’agissait en fait d’utiliser plusieurs échantillons de sols lunaire rapportés lors des missions Apollo 11, 12 et 17 pour s’en servir de terreau afin de voir si des plantes pouvaient y vivre. Ce sol est nommé régolithe et constitue une roche meuble qui recouvre une grande partie de la surface lunaire.

L’équipe était encadrée par Anna-Lisa Paul, spécialiste des plantes dans l’espace. Elle dirige un laboratoire dédié à cette question, le Space Plants Lab, qui a notamment envoyé des plantations dans la Station spatiale internationale pour contrôler leur croissance. Ici, elle a confectionné une douzaine de petits pots de différents échantillons, chacun de la taille d’un dé à coudre, avec un échantillon-référent de sol lunaire provenant de roches volcaniques terrestres.

L’étude présente des limites car il est difficile de savoir si les échantillons sont représentatifs du sol de la Lune, et à quel point ils ont été altérés par les radiations ou les impacts de météorites. « Le régolithe lunaire est très différent de ce que nous avons sur Terre, selon Stephen Elardo, un des auteurs de l’étude. Sa composition n’est pas la même, il est bien moins hospitalier, et il a été soumis à beaucoup plus de radiations.

Les plantes témoins dans ces expériences sont des Arabettes des dames Arabidopsis thaliana. Il s’agit d’une plante présente un peu partout en Europe et en Asie, notamment au bord des routes comme n’importe quelle mauvaise herbe. Cette plante a l’avantage d’être bien connue. Selon  Robert Ferl, un des auteurs de l’étude  » tout son génome est décrypté par des milliers de laboratoires partout dans le monde . Elle a même poussé dans l’ISS ! » Autre avantage non négligeable : elle est assez petite et va donc résister dans les pots d’à peine plus d’un centimètre de diamètre qui servent pour l’expérience. Une fois les graines semées, les scientifiques se sont bornés à leur donner de l’eau et de la lumière.

Au début, tout s’est bien passé, les graines ont germé comme il faut. Mais au bout de quelques mois, alors que l’Arabette semée dans le témoin formait de belles feuilles, celles des autres échantillons étaient beaucoup plus petites, voire quasiment mortes. « Les plantes étaient plus longues à pousser, et montraient des signes de mauvaise santé, reconnaît Anna-Lisa Paul. L’environnement dans lequel elles avaient grandi n’était pas optimal.»

Pour en avoir le cœur net, ils ont analysé les plantes au niveau génétique, pour voir ce qui les avait fait réagir ainsi. Leur verdict : la présence dans le sol lunaire expérimental de sel ou de métaux qui les oxydent et les empêchent de se déployer proprement. Malgré tout, pour Robert Ferl, c’est un succès : « Si rien n’avait poussé, nous aurions été dans une impasse. Mais un résultat positif, même mitigé ouvre de nouvelles possibilités. Il s’agit maintenant de déterminer exactement ce qui empêche les plantes d’être en bonne santé sur la Lune pour pouvoir corriger les défauts et tester avec d’autres végétaux, peut-être plus résistants aux conditions très inhospitalières de notre satellite.

Référence

https://www.nature.com/articles/s42003-022-03334-8
12 May 2022

Plants grown in Apollo lunar regolith present stress-associated transcriptomes that inform prospects for lunar exploration

Communications Biology volume5, Article number: 382 (2022) 

Abstract

The extent to which plants can enhance human life support on other worlds depends on the ability of plants to thrive in extraterrestrial environments using in-situ resources. Using samples from Apollo 11, 12, and 17, we show that the terrestrial plant Arabidopsis thaliana germinates and grows in diverse lunar regoliths. However, our results show that growth is challenging; the lunar regolith plants were slow to develop and many showed severe stress morphologies. Moreover, all plants grown in lunar soils differentially expressed genes indicating ionic stresses, similar to plant reactions to salt, metal and reactive oxygen species. Therefore, although in situ lunar regoliths can be useful for plant production in lunar habitats, they are not benign substrates. The interaction between plants and lunar regolith will need to be further elucidated, and likely mitigated, to best enable efficient use of lunar regolith for life support within lunar stations.

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