想象一下,你作为第四次人类火星任务的一员抵达这颗红色星球,然后被要求为一个永久定居点建立第一套自给自足的食物供应系统。计划依赖于有益真菌——这些微生物可能有助于改善火星风化层,使其足以种植作物。成功的话,可以减少从地球运送食物的需求,而在这个想象场景中,甚至可能让你获得一所以你命名的高中。

这一愿景可能还要等上几十年,但美国和巴西的研究人员已经在研究真菌是否能让太空农业更加可行。在最近发表于《天文学与空间科学前沿》的一篇综述中,该团队探讨了有益真菌如何可能帮助将恶劣的月球和火星风化层转化为更适合种植作物的生物材料。

月球和火星风化层是贫瘠的农业环境,因为它们缺乏植物茁壮成长所需的多种营养元素。研究人员尤其关注氮、钾和磷的短缺,以及如何克服这些限制。

有益真菌可能提供一种可能的解决方案。这些生物在地球上的养分循环中扮演重要角色,并能帮助植物、土壤和其他生物获取必需资源。

该综述考察了已被证明能通过改善养分吸收来支持植物生长的真菌物种,包括在非生物(非生命体)胁迫条件下。研究人员还考虑了曾用于国际空间站的真菌。

非生物胁迫对于在月球和火星风化层等营养贫乏材料中种植的作物尤为重要。植物需要帮助才能获取有限资源,同时还要应对恶劣的生长条件。

研究人员重点提到的一类真菌是丛枝菌根真菌(AMF)。这些真菌自19世纪中叶以来就被用于植物学,并与植物根系形成紧密伙伴关系。实际上,它们充当根系的微观延伸,帮助植物更有效地接触和吸收养分。

研究人员表示,在这一方法能用于真正的太空农业系统之前,还需要更多工作。特别是,未来研究需要测试这些真菌在真实月球和火星风化层中的表现,而不是模拟物或其他替代材料。

即便如此,该团队仍认为利用真菌支持地球之外的未来农业具有相当大的潜力。如果这一策略被证明有效,有益真菌可以帮助宇航员在月球和火星上生产更大、更可靠的作物,同时减少对从地球运输食物的依赖。

该研究在结论中指出:“将促进植物生长的真菌纳入基于月球或火星风化层的农业系统,将为太空作物生产和在地球之外建立人类定居点带来战略性提升。木霉属和各类AMF(球囊菌门)等真菌因其缓解非生物胁迫、活化必需养分以及可能改善风化层基质理化结构的能力而尤为突出。这些微生物提供了一种有前景的生物技术工具,可改造风化层环境(无机组成),并对引入恶劣基质的人工微生物组产生积极影响。”

材料由Universe Today提供。原文由Laurence Tognetti(理学硕士)撰写。注:内容可能因风格和篇幅而经过编辑。