По мере роста населения Земли исследователи изучают возможность выращивания марсианских почв, или «реголита»."Однако в реголите не хватает некоторых основных питательных веществ для растений, включая определенные азотсодержащие молекулы, необходимые растениям для жизни. Следовательно, сельское хозяйство на Марсе потребует стратегии увеличения количества этих соединений азота в реголите.
Харрис и его коллеги предполагают, что бактерии могут сыграть рентабельную роль в повышении плодородия марсианских почв. На Земле бактерии в почве помогают преобразовывать или «фиксировать» атмосферный азот в молекулы, в которых нуждаются растения. Некоторые из этих микробов имеют симбиотические отношения с растениями, в которых они фиксируют азот в клубеньках, обнаруженных на корнях растений.
Чтобы изучить возможную роль симбиотических азотфиксирующих бактерий в астро-сельском хозяйстве, исследователи вырастили клевер в искусственном реголите, который очень похож на марсианский.
Они инокулировали некоторые растения микробом Sinorhizobium meliloti, который обычно встречается в клубеньках корня клевера на Земле. Предыдущие исследования показали, что клевер можно выращивать в реголите, но не изучалась инокуляция азотфиксаторами.
Исследователи обнаружили, что у инокулированного клевера рост корней и побегов на 75% больше, чем у неинокулированного клевера.
Однако реголит, окружающий инокулированные растения, не показал никаких признаков повышенного содержания NH4 – важной азотсодержащей молекулы для растений – по сравнению с реголитом, окружающим неинокулированные растения.
Эти данные свидетельствуют о том, что симбиотические микробы стимулировали рост клевера, но не приводили к избыточному производству азотных соединений, которые другие растения, растущие поблизости, могли гипотетически использовать. Исследователи также вырастили немного клевера в горшечной почве и отметили определенные различия в симбиотических отношениях при сравнении растений, выращенных в реголите, с почвой.
Эти результаты предполагают возможность того, что симбиоз между растениями и азотфиксирующими бактериями может помочь сельскому хозяйству на Марсе.
В будущих исследованиях можно было бы продолжить изучение таких взаимосвязей с другими культурами и решить проблемы, связанные с токсичностью растений в реголите.
Авторы добавляют: «Это исследование показывает, что клубенькообразующие бактерии Sinorhizobium meliloti образуют клубеньки в марсианском реголите, значительно увеличивая рост клевера (Melilotus officinalis) в тепличном анализе. Эта работа расширяет наше понимание того, как взаимодействие растений и микробов поможет усилиям по терраформированию реголита на Марсе."