از سیب‌زمینی شیرین تا خزه: ۸ گیاه مقاوم که ممکن است بر روی مریخ رشد کنند
مریخ هفتمین سیاره بزرگ در منظومه شمسی ما است و به همراه زهره، یکی از دو همسایه نزدیک زمین است. این سیاره سنگی، خشک و به‌شدت سرد است و دماهای آن بین -۷۰ و ۰ درجه سانتیگراد (۹۴- و ۳۲ درجه فارنهایت) قرار دارد.
با این حال، تحقیقات نشان می‌دهد که همیشه این‌گونه نبوده است. سیاره سرخ زمانی دارای آب فراوان، دماهای گرم‌تر و یک جو ضخیم‌تر بوده است که اکوسیستمی قابل سکونت را ارائه می‌داده و به همین دلیل، inspir زیست شناسان برای اکتشافات انسانی آینده و سکونت احتمالی شده است.
یکی از راه‌های حمایت از این هدف، معرفی گونه‌های گیاهی مقاوم است که بتوانند نه تنها زنده بمانند بلکه شرایط سخت سیاره را نیز تغییر دهند. از سیب‌زمینی شیرین تا خزه، بیایید هشت گیاهی را بررسی کنیم که ممکن است در آینده بر روی مریخ رشد کنند.
۱. سیب‌زمینی شیرین
به دلیل انطباق‌پذیری استثنائی و مزایای تغذیه‌ای خود، سیب‌زمینی شیرین (Ipomoea batatas) به‌تازگی به‌عنوان کاندیدایی عالی برای کشت روی مریخ شناخته شده است. این توده‌های مقاوم می‌توانند حتی در شرایط ضعیف خاک رشد کنند و هنوز هم یک محصول پربار فراهم کنند. همچنین به آب کمتری نسبت به بسیاری از محصولات دیگر نیاز دارند و توانایی آنها در نگهداری رطوبت در توده‌هاشان، آنها را در شرایط خشک مقاوم‌تر می‌سازد.
در یک پروژه اخیر زیست‌شناسی فضایی، یک گروه از دانشجویان کارشناسی دانشگاه ویلانووا آزمایشاتی بر روی رشد انواع مختلف سبزی‌ها در خاک شبیه‌سازی شده مریخی انجام دادند تا مشخص کنند کدام محصولات ممکن است گزینه‌های مناسبی برای مستعمرات آینده باشند. در میان سبزیجات آزمایش شده، سیب‌زمینی شیرین نتایج امیدوارکنندهای داشت.
«دانشجویان سیب‌زمینی را به‌خاطر The Martian نیز انتخاب کردند»، در بیانیه‌ای می‌گوید ادوارد گینان، دکترای نجوم و اخترفیزیک در دانشگاه ویلانووا. «وقتی حدود یک‌سوم برخی خاک‌پرکننده را به خاک افزودیم تا به سیب‌زمینی‌ها فضایی برای نفس کشیدن بدهیم، بسیار خوب رشد کردند.»
۲. خزه پیچ بیابان
با قابلیت مقاومت فوق‌العاده‌ای که به سختی مرگبار دارد، خزه بیابانی Syntrichia caninervis به‌عنوان کاندیدای قوی برای کشت بر روی مریخ توسط دانشمندان دیده شده است. بومی به محیط‌های بیابانی شدید مانند تبت، قطب جنوب و مناطق دایره‌قطبی، این خزه بخشی از پوسته بیولوژیکی خاک است، پوشش زمین مقاومی که به‌طور معمول در زمین‌های خشک یافت می‌شود.
مطابق با یک مطالعه که در ژورنال دسترسی-باز The Innovation منتشر شده است، خزه پیچ بیابان می‌تواند دمایی تا -۱۹۶ درجه سانتیگراد، سطوح بالای تابش گاما و شرایط شبیه‌سازی شده مریخی شامل این فشارها را تحمل کند.
«مطالعه ما نشان می‌دهد که مقاومت محیطی S. caninervis برتر از برخی میکروارگانیسم‌ها و موجودات تاردیگرید بسیار مقاوم است»، می‌گوید داو یوان ژانگ، دکترای اکولوژی در موسسه اکولوژی و جغرافیای سین کیانگ و یکی از نویسندگان مطالعه.
« S. caninervis کاندیدای آغازگر گیاهی امیدوارکنندهای برای کلنی‌سازی محیط‌های فرازمینی است، و پایه‌گذاری برای ایجاد سکونت‌گاه انسانی زیست‌پایدار فراتر از زمین است.»
۳. کلم قمری
کلم قمری ( Brassica oleracea var . sabellica )، به‌طور معمول کلم برگ نامیده می‌شود، در خاک شبیه‌سازی شده مریخی بهتر از خاک محلی رشد کرد. این کشف پس از آن صورت گرفت که ویگر واملینک، دکترای اکولوژی گیاهی در دانشگاه واژینگن در هلند، یک شبیه‌سازی از خاک مریخی و القمر ایجاد کرد. این "خاک مریخی" با خرد کردن سنگ‌های آتشفشانی به ذرات با اندازه‌های مختلف و ترکیب آنها به نسبت داده‌های کاوشگرهای مریخ ایجاد می‌شود.
اما حتی با این حال که کلم قمری در خاک شبیه‌سازی شده مریخ طعمش تفاوتی با محصولات کنترل نداشت، گینان نگرانی‌هایی درباره پتانسیل جذب بیش از حد آهن از خاک‌های سرشار از آهن(III) اکسید مریخ ابراز کرد. او اضافه می‌کند: "تفاوت‌های عمده این است که خاک مریخ حدود دو برابر آهن نسبت به خاک زمین دارد، عمدتاً اکسیدهای آهن، و خاک زمین بیشتر ارگانیک است."
این سبزی برگ‌دار منبع عالی فیبر و مواد معدنی است و بیشتر برای برداشت در فصل پاییز و زمستان کاشته می‌شود، زیرا سرما کیفیت خوردنی و طعم آن را بهبود می‌بخشد. تحقیقات نشان می‌دهد که این گیاه تحمل چشمگیر به شوری و خشکی را دارد، که آن را به گزینه‌ای مناسب برای خاک‌های مریخی تبدیل می‌کند.
۴. توت‌فرنگی
توت‌فرنگی‌ها ( Fragaria )، با ارزشی برای شیرینی و بافت آبدارشان، نیز هدف آزمایش‌هایی برای بررسی سازگاری آنها با شرایط مریخی بوده‌اند. اما خاک مریخ فاقد مواد مغذی لازم است و حاوی پرکلرات‌های سمی است، که باعث می‌شود روش‌های کشاورزی سنتی غیرممکن باشد.
به همین دلیل، دانشمندان کشاورزی در دانشگاه علوم زندگی چک در پراگ یک آزمایشگاه برای تجربه کشت توت‌فرنگی‌ها در سیستم‌های آئرپونیک باز کرده‌اند تا مقاومت آنها را بالا ببرند و آنها را برای محیط‌های شدید آماده کنند.
این روش از ۹۵٪ کمتر از آب در مقایسه با کشت سنتی استفاده می‌کند و به محققان امید می‌دهد که محصولات بتوانند در شرایط آب‌وهوای خصمانه مریخ رشد کنند.
این تکنیک می‌تواند به نظر می‌رسد آب و تحویل مواد مغذی را بهینه کند، با توجه به کمبود آب مریخ. در همین حال، ذخایر یخی کشف شده بر روی مریخ ممکن است برای آبیاری استفاده شود.
۵. هاپز
هاپزها برای بیش از هزار سال در تهیه نوشیدنی‌های الکلی استفاده شده‌اند، با استفاده اولین ثبت‌شده آنها در قرن نهم در آلمان . اما به نظر می‌رسد که تیم دانشگاه ویلانووا شاید راه برای آینده‌ای از تولید نوشیدنی‌های الکلی بسیار خاص باز کرده باشد با نشان دادن که هاپز می‌توانند به خوبی در شرایط مریخی رشد کنند.
در آزمایش خود، ۲۵ دانشجو کشف کردند که هاپزها، این گل‌های گیاه Humulus lupulus که یک تلخی خوشایند به نوشیدنی‌های الکلی اضافه می‌کنند، در خاک مریخی بسیار خوب رشد می‌کنند.
برای تکرار شرایط دقیق، دانشجویان خاکی شبیه به مریخ خریداری کردند، اسیدیته و کوددهی آن را تنظیم کردند، و نور خورشید را با صفحات کاهش دادند تا محیطی مشابه ایجاد کنند.
در نهایت، وقتی هاپزها به‌عنوان یکی از بهترین عملکردها خارج شد، شگفت‌زده شدند. «نمی‌دانم آیا گیاه مناسبی است، اما به خوبی عمل کرده است»، می‌گوید گینان.
هاپزها که به‌طور معروفی تلخی دلپذیری به نوشیدنی‌های الکلی می‌افزایند، همچنین به‌عنوان عامل تثبیت‌کننده، کیفیت و طول عمر کلی نوشیدنی را افزایش می‌دهند.
۶. قاصدک‌ها
با شرایط مناسب، قاصدک‌ها نیز می‌توانند بر روی مریخ کاشته شوند. این به دلیل مقاومت و انطباق‌پذیری قابل توجه آنها است، براساس همان تحقیقات.
قاصدک‌ها در مناطق معتدل رشد می‌کنند و می‌توان آنها را در هر جایی یافت، از حیاط به مزارع کشاورزی تا جاده‌ها. در حالی که جنس بومی اوراسیا است، دو از گونه‌های گسترده‌ترین، قاصدک معمولی (Taraxacum officinale) و قاصدک دانه‌قرمز (Taraxacum erythrospermum)، به آمریکای شمالی معرفی شده‌اند، جایی که آنها مهاجم شده‌اند.
اما با وجود تمایل آنها به تهاجم، برای کشت آنها بر روی مریخ، ساکنان آینده ابتدا باید محیطی کنترل‌شده ایجاد کنند که به شرایط شدید مریخ پاسخ دهد. این شامل فراهم کردن دمای پایدار، نور کافی و حفاظت از تابش است.
علاوه بر این، استفاده از سیستم‌های هیدروپونیک یا آئرپونیک می‌تواند رشد قاصدک‌ها بر روی مریخ را تسهیل کند. اما، نظر به انطباق‌پذیری طبیعی آنها با خاک ضعیف، فقط اصلاحات جزئی به خاک مریخ لازم خواهد بود تا به آنها کمک کند مواد مغذی موجود را به‌طور موثر استفاده کنند.
۷. هویج‌ها
بومی اروپا و جنوب غربی آسیا، هویج‌ها (Daucus carota subsp. sativus) نشان داده‌اند که در شبیه‌سازی خاک مریخی به خوبی رشد می‌کنند، همان‌گونه که توسط دانشجویان کارشناسی دانشگاه ویلانووا نشان داده شده است.
با ریشه‌های پر از مواد مغذی خود، آنها با ویتامین‌های A و K پر شده‌اند، عمدتاً به شکل کاروتن که رنگدانه‌های فتوسنتزی ضروری برای فتوسنتز و سلامت گیاه هستند.
دانشجویان گینان پی بردند که هر گیاهی که آزمایش کردند به‌خوبی رشد کرد وقتی تهویه خاک و رطوبت به بهترین وضع بهینه شد، و هویج به‌عنوان یکی از مقاوم‌ترین درخواست‌ها در شرایط شبیه‌سازی شده مریخ آشکار شد.
در آزمایشی مرتبط، دانشمندان دانشگاه واژینگن موفق شدند تنها سه ماه پس از کاشت هویج را برداشت کنند. چالش اصلی ظرفیت پایین نگهداشت آب خاک بود، مسئله‌ای که به شکل موثری با معرفی کرم‌های خاکی معمولی حل شد.
۸. گوجه‌فرنگی‌ها
یک مطالعه اخیر منتشر شده در ژورنال PLOS ONE نشان داد که گوجه‌فرنگی‌ها که در کنار هویج و نخود فرنگی در گلدان‌های پر شده با رگل‌لیت کاشته شدند - ترکیبی از ماسه، سنگ‌ها و گرد و غبار که شبیه به خاک مریخ است - رشد بهتری به نمایش گذاشتند.
این تکنیک، که به نام بین‌کاشته‌ای شناخته می‌شود، قرن‌ها پیش توسط مردم مایا به کمال رسید و شامل کاشت چندین گیاه در کنار هم است.
تحقیقات انجام‌شده توسط دانشمندانی از دانشگاه واژینگن و تحقیقات در یک گلخانه طراحی شده برای شبیه‌سازی شرایط ساختارهایی که ممکن است یک روز بر روی مریخ ساخته شوند برگزار شد. آنها همچنین مقدار کمی خاک ارگانیک به گلدان‌ها افزودند تا رشد ریشه و حفظ آب را بهبود بخشند.
تحت شرایط بین‌کاشته‌ای، گوجه‌فرنگی‌های برداشت شده سطوح پتاسیم بالاتری، بیومس بزرگتر و عملکرد بهتری نسبت به آنهایی که به‌طور تکی کاشته شدند نشان دادند.
