Les premières plantes cultivées dans le sol lunaire pourraient conduire à l’agriculture spatiale
Par Mark Miller.
Des chercheurs de l’Institut des sciences agronomiques et des aliments de l’Université de Floride sont les premiers à avoir réussi à faire pousser des plantes dans le sol lunaire rapporté par les missions spatiales Apollo. Le jardin cultivé en laboratoire, qui fait partie des recherches menées dans le cadre de l’ambitieux programme Artemis de la National Aeronautics and Space Administration (NASA), marque une étape importante vers la culture de plantes et d’aliments sur la lune, voire sur d’autres mondes.
Une croissance difficile
La poussière lunaire est un environnement difficile pour la croissance des plantes. Selon un article paru dans Science News, le sol lunaire, connu sous le nom de régolithe, est une fine poudre riche en fer métallique qui, contrairement au fer oxydé, n’est pas bénéfique aux plantes. Il contient également de minuscules éclats de verre, résultat du fait que la surface de la lune est continuellement frappée par des micrométéorites. Par contre, il ne contient pas beaucoup d’azote, de phosphore ou d’autres nutriments.
L’équipe de recherche a choisi l’arabette des dames, ou Arabidopsis thaliana, comme plante à cultiver dans ce monde peu accueillant. C’est un parent des feuilles de moutarde et d’autres légumes crucifères comme le brocoli et le chou-fleur. Petite plante rustique qui pousse facilement, l’arabette des dames est également l’organisme modèle utilisé dans de nombreuses études en biologie végétale. Sa composition génétique est donc bien connue des scientifiques.
L’équipe a combiné des graines d’arabette des dames et de l’eau avec des échantillons de sol de l’ordre du gramme provenant des missions Apollo 11, 12 et 17. Ceux-ci ont été placés dans des boîtes de terrarium sous des lumières LED dans une salle blanche. Ils ont également planté des échantillons de contrôle dans du matériel volcanique terrestre et ont ajouté quotidiennement un nutriment à tous les échantillons.
“Au bout de deux jours, ils ont commencé à germer !”, a déclaré la docteure Anna-Lisa Paul, professeure de sciences horticoles à l’Université de Floride et membre de l’équipe de recherche, dans un rapport de la NASA. “Tout a germé. Je ne peux pas vous dire à quel point nous étions étonnés !” Toutes les plantes, qu’elles fassent partie d’un échantillon lunaire ou d’un contrôle, étaient identiques jusqu’au sixième jour environ.”
“Tout a germé. Je ne peux pas vous dire à quel point nous étions étonnés !”
De meilleures parcelles et plantes
Comme l’indique la réaction de la Dre Paul, les deux ensembles d’échantillons n’ont pas poussé de la même manière. Après environ une semaine, la croissance des échantillons lunaires a ralenti. Ils présentaient des racines et des feuilles rabougries ainsi qu’une pigmentation violacée et malsaine.
Pour mieux comprendre ce qui s’était passé, l’équipe a effectué une analyse génétique en étudiant l’acide ribonucléique (ARN) des plantes cultivées dans le sol lunaire. L’ARN transforme les informations de l’acide désoxyribonucléique (ADN) en protéines qui assurent de nombreux processus biologiques d’un organisme vivant. L’examen de la séquence d’ARN des cellules des plantes a révélé que l’arabette des dames réagissait comme elle le fait habituellement dans des environnements contenant trop de sel ou de métaux lourds.
Selon un article de NBC News, les plantes ont eu le plus de mal à pousser dans les échantillons de sol d’Apollo 11, peut-être parce que ceux-ci provenaient de la mer de la Tranquillité de la Lune. Cette région, selon l’histoire, est une surface plus ancienne de la lune et a subi un rayonnement cosmique et un vent solaire plus importants.
Une corrélation entre l’âge du sol lunaire et les performances des plantes pourrait aider les futurs jardiniers lunaires à connaître les zones à privilégier, ou à éviter, pour la collecte du terreau. Le choix de plantes mieux adaptées à la terre lunaire pourrait également aider. “Peut-être que des épinards, qui sont très tolérants au sel, n’auraient aucun mal à pousser dans le régolithe lunaire”, se demande la Dre Paul dans Science News.
Un petit pas
Bien que les échantillons lunaires n’aient pas produit une croissance aussi bonne que le sol volcanique, cette recherche constitue un premier succès spectaculaire qui fait progresser de manière significative le rôle de la vie végétale dans l’exploration et la colonisation de l’espace.
Selon un article publié par l’équipe de l’Université de Floride dans la revue Nature, les plantes peuvent être utilisées comme organismes modèles pour aider à étudier la gravité, les rayonnements et d’autres phénomènes biologiques dans l’espace. Il souligne que les plantes nous aident à comprendre comment les organismes biologiques s’adaptent en dehors de la Terre et qu’elles pourraient fournir de la nourriture et de l’oxygène pour soutenir la colonisation à long terme de l’espace, voire de surfaces extraterrestres. L’utilisation du régolithe lunaire pourrait s’avérer beaucoup plus pratique que le transport d’une quantité d’eau suffisante pour soutenir l’agriculture hydroponique.
Retour dans l’espace
Le travail effectué à l’Université de Floride reprend là où la NASA s’est arrêtée. Au cours de leurs missions, les équipages d’Apollo sont revenus sur Terre avec 842 livres de sol et de roches lunaires. Les plantations font bon usage de ces matériaux. “Nous voici, 50 ans plus tard, en train de terminer des expériences qui ont été lancées dans les laboratoires d’Apollo”, a déclaré le docteur Robert Ferl, un autre membre de l’équipe de l’Université de Floride, dans le rapport de la NASA.
La recherche joue un rôle central dans la réussite du programme Artemis, qui vise à renvoyer des astronautes sur la lune et à y établir une présence à long terme. À terme, ses missions lunaires serviront de tremplin à l’exploration humaine de Mars.
Mark Miller est un rédacteur de Thermo Fisher Scientific.
