Gainsville FL, Gatra.com- Pada hari-hari awal zaman ruang angkasa, para astronot Apollo mengambil bagian dalam rencana visioner: Membawa sampel bahan permukaan bulan, yang dikenal sebagai regolith, kembali ke Bumi di mana mereka dapat dipelajari dengan peralatan canggih dan disimpan untuk penelitian selanjutnya yang belum terbayangkan. Seed Daily, 13/05.
Lima puluh tahun kemudian, pada awal era Artemis dan astronot berikutnya kembali ke Bulan, tiga dari sampel tersebut telah digunakan untuk menanam tanaman dengan sukses. Untuk pertama kalinya, para peneliti telah menumbuhkan Arabidopsis thaliana yang tangguh dan dipelajari dengan baik di regolith bulan yang miskin nutrisi.
"Penelitian ini sangat penting untuk tujuan eksplorasi manusia jangka panjang NASA karena kita perlu menggunakan sumber daya yang ditemukan di Bulan dan Mars untuk mengembangkan sumber makanan bagi astronot masa depan yang tinggal dan beroperasi di luar angkasa," kata Administrator NASA Bill Nelson.
"Penelitian pertumbuhan tanaman mendasar ini juga merupakan contoh utama bagaimana NASA bekerja untuk membuka inovasi pertanian yang dapat membantu kita memahami bagaimana tanaman dapat mengatasi kondisi stres di daerah yang kekurangan makanan di Bumi," katanya.
Para ilmuwan di University of Florida telah membuat penemuan terobosan - dalam pembuatan selama beberapa dekade - yang dapat memungkinkan eksplorasi ruang angkasa dan bermanfaat bagi umat manusia. "Di sinilah kita, 50 tahun kemudian, menyelesaikan eksperimen yang dimulai kembali di laboratorium Apollo," kata Robert Ferl, seorang profesor di departemen Ilmu Hortikultura di University of Florida, Gainesville, dan penulis komunikasi di sebuah makalah yang diterbitkan pada 12 Mei di jurnal Communications Biology.
"Kami pertama kali mengajukan pertanyaan apakah tanaman dapat tumbuh di regolith. Dan kedua, bagaimana suatu hari nanti bisa membantu manusia untuk tinggal lebih lama di Bulan," katanya.
Jawaban atas pertanyaan pertama adalah ya. Tanaman dapat tumbuh di regolith bulan. Mereka tidak sekuat tanaman yang tumbuh di tanah Bumi, atau bahkan seperti yang ada di kelompok kontrol yang ditanam dalam simulasi bulan yang terbuat dari abu vulkanik, tetapi mereka memang tumbuh.
Dengan mempelajari bagaimana tanaman merespon dalam sampel bulan, tim berharap untuk menjawab pertanyaan kedua, membuka jalan bagi astronot masa depan untuk suatu hari nanti menumbuhkan lebih banyak tanaman kaya nutrisi di Bulan dan berkembang di luar angkasa.
"Untuk menjelajah lebih jauh dan mempelajari tata surya tempat kita tinggal, kita perlu memanfaatkan apa yang ada di Bulan, jadi kita tidak perlu membawa semuanya," kata Jacob Bleacher, Kepala Ilmuwan Eksplorasi yang mendukung program Artemis NASA di Markas Besar NASA di Washington DC.
Bleacher menunjukkan bahwa ini juga mengapa NASA mengirim misi robot ke Kutub Selatan Bulan di mana diyakini mungkin ada air yang dapat digunakan oleh astronot masa depan. "Terlebih lagi, menanam tanaman adalah jenis hal yang akan kita pelajari saat kita pergi. Jadi, penelitian di lapangan ini membuka jalan untuk memperluas penelitian itu oleh manusia berikutnya di Bulan," katanya.
Arabidopsis thaliana, asli Eurasia dan Afrika, adalah kerabat sawi dan sayuran silangan lainnya seperti brokoli, kembang kol, dan kubis Brussel. Ini juga memainkan peran kunci bagi para ilmuwan: karena ukurannya yang kecil dan kemudahan pertumbuhannya, ini adalah salah satu tanaman yang paling banyak dipelajari di dunia, digunakan sebagai organisme model untuk penelitian di semua bidang biologi tanaman. Dengan demikian, para ilmuwan sudah tahu seperti apa gennya, bagaimana ia berperilaku dalam keadaan yang berbeda, bahkan bagaimana ia tumbuh di luar angkasa.
Bekerja dengan Sampel Seukuran Sendok Teh
Untuk menumbuhkan Arabidopsis, tim menggunakan sampel yang dikumpulkan pada misi Apollo 11, 12, dan 17, dengan hanya satu gram regolith yang dialokasikan untuk setiap tanaman. Tim menambahkan air dan kemudian benih ke sampel. Mereka kemudian memasukkan nampan ke dalam kotak terarium di ruangan yang bersih. Larutan nutrisi ditambahkan setiap hari.
"Setelah dua hari, mereka mulai bertunas!" kata Anna-Lisa Paul, yang juga seorang profesor Ilmu Hortikultura di Universitas Florida, dan penulis pertama makalah tersebut. "Semuanya bertunas. Saya tidak bisa mengatakan betapa terkejutnya kami! Setiap tanaman - baik dalam sampel bulan atau dalam kontrol - tampak sama sampai sekitar hari keenam."
Namun, setelah hari keenam, terlihat jelas bahwa tanaman tidak sekuat tanaman kelompok kontrol yang tumbuh di abu vulkanik, dan tanaman tumbuh berbeda tergantung pada jenis sampelnya. Tanaman tumbuh lebih lambat dan kerdil. akar; selain itu, beberapa memiliki daun kerdil dan pigmentasi kemerahan.
Setelah 20 hari, tepat sebelum tanaman mulai berbunga, tim memanen tanaman, menggilingnya, dan mempelajari RNA. Dalam sistem biologis, gen diterjemahkan dalam beberapa langkah. Pertama, gen, atau DNA, ditranskripsi menjadi RNA. Kemudian RNA diterjemahkan ke dalam urutan protein.
Protein ini bertanggung jawab untuk melakukan banyak proses biologis dalam organisme hidup. Pengurutan RNA mengungkapkan pola gen yang diekspresikan, yang menunjukkan bahwa tanaman memang berada di bawah tekanan dan telah bereaksi seperti para peneliti telah melihat Arabidopsis merespons pertumbuhan di lingkungan keras lainnya, seperti ketika tanah memiliki terlalu banyak garam atau logam berat.
Selain itu, tanaman bereaksi berbeda tergantung pada sampel mana - masing-masing dikumpulkan dari area berbeda di Bulan - yang digunakan. Tanaman yang ditanam dalam sampel Apollo 11 tidak sekuat dua set lainnya. Meskipun demikian, tanaman itu tumbuh.
Menabur Benih untuk Penelitian Masa Depan Penelitian
ini membuka pintu tidak hanya untuk menanam tanaman di habitat di Bulan suatu hari nanti, tetapi juga untuk berbagai pertanyaan tambahan. Bisakah memahami gen mana yang perlu disesuaikan tanaman untuk tumbuh di regolith membantu kita memahami cara mengurangi sifat stres tanah bulan?
Apakah bahan dari berbagai daerah di Bulan lebih kondusif untuk menumbuhkan tanaman daripada yang lain? Bisakah mempelajari regolit bulan membantu kita memahami lebih banyak tentang regolit Mars dan tanaman yang berpotensi tumbuh di bahan itu juga? Semua ini adalah pertanyaan yang tim harapkan untuk dipelajari selanjutnya, untuk mendukung para astronot masa depan yang bepergian ke Bulan.
"Tidak hanya menyenangkan bagi kita untuk memiliki tanaman di sekitar kita, terutama saat kita menjelajah ke tujuan baru di luar angkasa, tetapi juga dapat memberikan nutrisi tambahan untuk makanan kita dan memungkinkan eksplorasi manusia di masa depan," kata Sharmila Bhattacharya, ilmuwan program di NASA's Biological and Divisi Ilmu Fisika (BPS). "Tanaman adalah apa yang memungkinkan kita menjadi penjelajah."
Penelitian ini merupakan bagian dari Program Analisis Sampel Generasi Berikutnya Apollo, atau ANGSA, upaya untuk mempelajari sampel yang dikembalikan dari Program Apollo sebelum misi Artemis mendatang ke Kutub Selatan Bulan. BPS membantu mendukung pekerjaan ini, yang juga mendukung penelitian tanaman mendasar lainnya, termasuk Veggie, PONDS, dan Advanced Plant Habitat.
