在阿提米絲計畫（Artemis program）預期要在幾年內送人類回到月球上時，將會有相當大量的後勤工作需要解決，來讓如此脆弱的生命在如此嚴峻的環境下存活。
月球農場的想法
最重要的就是食物的問題。雖然至目前為止，參與國際太空站（International Space Station，ISS）的太空機構，在提供事先包裝好的糧食上非常有經驗；但是，有管道獲取新鮮食物也有益處，這包括維持物理與心理健康。
如果月球土壤被證實是能種植新鮮作物的溫和媒介的話，那就太棒了。因此，一群科學家團隊，使用了在阿波羅任務（Apollo missions）期間所收集的幾克珍貴實際月球樣本，來嘗試種植植物。具體來說，此植物為阿拉伯芥（thale cress，學名 Arabidopsis thaliana）。
佛羅里達大學（University of Florida）的園藝科學家羅勃·費爾教授（Rob Ferl） 說：「為了未來更長的太空任務，我們可以使用月球作為中心或是踏腳石。很合理的是，我們會想要用那裡的土壤來種植植物。所以，當你在月球土壤中種植植物時會發生什麼事？畢竟那可完全不是植物演化史上的環境。植物在月球的溫室中會怎麼生長？我們可能會在月球上有農夫嗎？」
以下劇透：月球塵土，也稱作月球表岩屑（regolith），在種植植物並不是那麼的好。不過，這項研究僅僅是踏出第一步，希望有一天，在刺激的科幻未來中，能夠在月球上種植植物。
實驗設計
目前在地球上的月球樣本材料的量相當小，因此非常珍貴且具有高度價值。費爾教授與他的同事們，同大學的園藝科學家安娜麗莎·保羅教授（Anna-Lisa Paul）以及地理學家史蒂芬·埃拉多教授（Stephen Elardo），在經過 11 年的三次申請後，才獲得了這珍貴的 12 克土壤。
這就需要一個非常小、非常緊湊的實驗－一個阿拉伯芥的迷你花園。他們小心地將它們的土壤樣本分配至 12 個頂針大小的罐中，而罐中還加入了營養液以及幾顆種子。
控制組的種子也被種在來自極端環境的地球土壤、以及土壤模擬物（一種地球的材料，用來模擬外星球的土壤）中。為了這項實驗，團隊使用了一種火星土壤模擬物、以及一種稱作 JSC-1A 的月球模擬物。這很重要，因為過去的實驗顯示，植物在這兩種模擬物中都能長得很好，但是微妙差異可能表示說，真實的東西是完全不同的故事。
實驗結果
實際上似乎確實如此。讓研究人員們驚訝的是，幾乎所有種植在月球樣本中的種子都發芽了，但從那起事情產生了轉變。比起生長在月球模擬物中的植物，這些幼苗並沒有長得很快樂，似乎反而更小株、長得更慢，且大小上差異更多。而當研究團隊萃取植物來進行遺傳分析時，他們找到為什麼了。
保羅教授說：「在遺傳層面上，植物們使出了通常用來應付像是鹽分、金屬或氧化壓力等壓力源的工具。所以，我們可以推論出，植物察覺到月球的土壤環境是有壓力的。最終，我們想要使用基因表現數據來傳達，我們能如何改善壓力反應到某個層面，而在此層面下的植物（特別是作物），能夠在最不影響他們健康的情形下，在月球土壤中成長。」
研究人員所使用的月球樣本分別是由阿波羅任務 11、12 以及 17 收集而來，來自月球上的三個不同地區、不同地表下深度。
有趣的是，這似乎與植物對土壤反應有多好有所影響。對那些種植於來自阿波羅 11 號任務、最靠近月球表面的土壤中的植物而言，它們情況更糟，有一株植物甚至死掉。這是月球表岩屑層中，暴露最多於宇宙射線與太陽風中的，因此摧殘了它們。
相比之下，種植於暴露較少的土壤中的種子顯著地表現較好，雖然結果仍然沒有像種植在地球火山灰中的植物來得好。這項資訊能夠幫助科學家理解出，要如何最佳地在月球上種植出植物，以及研發出方法，來讓月球土壤對植物更友善。
未來方向
雖然，我們還沒有真的達到那步。在我們可以考慮使用月球土壤來種植作物前，必須要接著研究，將用來讓植物生長的月球土壤特徵化與最佳化。但是現在，科學家們至少更清楚了解他們正努力研究中的是什麼，以及下一步該怎麼做。
費爾教授說：「我們想要做這個實驗，因為多年來，我們都在問這個問題：植物會在月球土壤中生長嗎？最終的答案是：是的，會的。」
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參考資料：
- Starr, M., (2022, May 13). For The First Time, Scientists Have Grown Plants in Moon Dirt. It Didn’t Go Great. ScienceAlert
- Paul, A.-L. et al., (2022, May 12). Plants grown in Apollo lunar regolith present stress-associated transcriptomes that inform prospects for lunar exploration. Communications Biology. doi.org/10.1038/s42003-022-03334-8
- 圖片來源：https://www.sciencealert.com/for-the-first-time-scientists-have-grown-plants-in-moon-dirt-it-didn-t-go-great（圖：Tyler Jones, UF/IFAS）
