Plus de 50 ans après que les astronautes ont ramené sur Terre les derniers échantillons de roche lunaire, les scientifiques ont réussi pour la première fois à faire pousser des plantes dans le sol lunaire à partir de trois missions Apollo.

Toutes les plantes du sol lunaire ont poussé lentement et relativement mal, mais les plantes cultivées dans des échantillons plus exposés à la surface lunaire ont eu tendance à pousser plus mal, et l’analyse génétique a montré des changements indiquant un stress. Une faible croissance peut être préoccupante : alors que la NASA se prépare à renvoyer des astronautes sur la Lune dans le cadre de son programme Artemis – et éventuellement même sur Mars – la capacité de cultiver de la nourriture sur un sol extraterrestre au cours de longues missions deviendra de plus en plus importante.

« Être capable d’amener avec succès des plantes sur la Lune, c’est… comment nous cultiverons notre propre nourriture. [and] comment allons-nous y rester un moment sans nous réapprovisionner », a déclaré Robert Furl, professeur de sciences horticoles à l’Université de Floride et auteur de l’étude, lors d’une conférence de presse virtuelle mercredi 11 mai. Il a également noté que la culture de plantes sur la lune pourrait avoir d’autres utilisations potentielles, notamment la purification de l’air, l’élimination du dioxyde de carbone exhalé par les humains et la production d’eau propre.

En relation: La NASA a nourri les roches lunaires d’Apollo 11 avec des cafards (et puis les choses sont devenues plus étranges)

Des plantes cultivées dans un sol lunaire artificiel à gauche et un spécimen d’Apollon à droite, 16 jours après la plantation. (Crédit image : Tyler Jones, UF/IFAS.)

Pour cette étude, les chercheurs ont utilisé des échantillons de sol lunaire prélevés lors d’Apollo 11, 12 et 17 entre 1969 et 1972. Dans les trois échantillons, ils ont cultivé un échantillon de laboratoire commun, une petite plante appelée cresson (Arabidopsis thaliana). En comparaison, les scientifiques ont également cultivé du cresson dans un sol fabriqué à partir de cendres volcaniques trouvées sur Terre, que la NASA a nommé JSC-1A, conçu pour imiter le sol lunaire, qui est poudreux et plein d’éclats de verre abrasifs.

« Les fragments sont en fait assez pointus et anguleux », a déclaré Steven Elardo, géologue à l’Université de Floride et auteur de l’étude, lors d’une conférence de presse. Le sol lunaire contient également des morceaux de fer métallique et des éclats de verre emprisonnant des poches de gaz que les cendres volcaniques ne reproduisent pas entièrement.

Les chercheurs ont réussi à cultiver Arabidopsis dans les trois échantillons. Les plantes étaient les pires dans le sol d’Apollo 11, qui était le plus « mature », ce qui signifie que le sol était le plus exposé à la surface lunaire. (Parce que la Lune n’a pas d’atmosphère protectrice comme celle de la Terre, sa surface est soumise aux impacts des météorites, des fragments atomiques que les scientifiques appellent les rayons cosmiques, et un flux constant de particules chargées émanant du Soleil.) Les plantes poussaient mieux dans l’Apollo 12 échantillon. , qui était moins mature, et dans l’échantillon d’Apollo 17, qui était le moins mature.

Les scientifiques Anna-Lisa Paul et Rob Furl travaillent avec le sol lunaire. (Crédit image : Tyler Jones, UF/IFAS)

Toutes les plantes cultivées dans des cendres volcaniques de laboratoire ont poussé sensiblement plus vite et plus grosses que n’importe laquelle des plantes du sol lunaire.

De plus, l’analyse génétique des plantes a montré que par rapport aux plantes cultivées dans les cendres volcaniques, les plantes cultivées dans le sol lunaire expriment de nombreux gènes associés au stress salin, associé aux métaux et oxydatif.

Les plantes Apollo 11 ont exprimé des changements dans 465 gènes, tandis que les plantes Apollo 12 ont exprimé 265 gènes à des taux différents et les plantes Apollo 17 en ont exprimé 113. La plupart de ces changements étaient liés au stress. Lorsqu’ils ont regroupé les plantes par apparence, ils ont découvert que les plantes qui semblaient les plus mauvaises – minuscules et de couleur rouge-noir – présentaient également les modifications génétiques les plus liées au stress.

Les résultats montrent qu’un sol plus exposé à la surface lunaire est pire pour les plantes, ce qui peut être dû aux changements causés par l’exposition aux rayons cosmiques et au vent solaire, écrivent les chercheurs. Les chercheurs ont fait valoir que si cela est vrai, alors le sol des parties plus jeunes de la lune pourrait être plus efficace pour faire pousser des plantes saines. Bien que même les plus saines de ces plantes soient rabougries et à croissance lente, la nourriture qu’elles produisent ne sera pas nécessairement nocive et peut toujours être nutritive. En fait, de nombreux types d’aliments à pigments foncés, tels que les canneberges et les myrtilles, sont appréciés pour leur teneur en antioxydants, qui est produite en réponse au stress oxydatif.

Gros plan d’une des plantes cultivées au cours de l’expérience. (Crédit image : photo UF/IFAS de Tyler Jones)

Manger des plantes cultivées dans le sol lunaire peut « probablement ne pas constituer une menace pour les humains », a déclaré Anna-Lisa Paul, scientifique en horticulture à l’Université de Floride, lors d’une conférence de presse. « C’est difficile à dire, mais il est plus probable que les produits chimiques que les plantes produisent en réponse au stress aident également les humains à faire face au stress. » Elle a déclaré que des recherches supplémentaires seraient nécessaires pour découvrir comment le sol lunaire pourrait affecter la valeur nutritionnelle et la qualité des aliments cultivés dans ce sol.

Selon les scientifiques, il ressort également de cette étude que le sol lunaire simulé n’est pas un remplacement efficace du sol lunaire réel dans une telle expérience, malgré certaines similitudes. La culture de plantes dans le sol lunaire change constamment sa composition chimique, dit Paul, donc une expérience comme celle-ci n’a jamais été faite auparavant avec les « précieux trésors naturels » que sont les échantillons d’Apollo. Mais la composition chimique exacte du sol lunaire est unique et peut donner aux scientifiques des informations que les simulations de sol ne pourront jamais fournir.

« Le diable est dans les détails », a déclaré Elardo. « Et les usines s’inquiètent des détails. »

L’étude a été publiée le 12 mai dans la revue Communications Biology.

Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom et sur Facebook.