Historische Studie: Erstmals wurden Pflanzen auf «Monderde» kultiviert

Diese Studie könnte in die Geschichte der Raumfahrt eingehen: Erstmals haben Forscher Pflanzen auf echtem Mondsubstrat angebaut, das Astronauten von dem Erdbegleiter mitgebracht hatten. Damit untersuchten sie systematisch, ob künftig Ackerbau auf dem Himmelskörper möglich wäre. Zwar könnten Pflanzen grundsätzlich auf «Monderde» wachsen, berichtet das Team der University of Florida in Gainesville im Fachblatt «Communications Biology». Allerdings war ihr Wuchs verkümmert, und die Pflanzen zeigten starke Zeichen von Stress.

Der Anbau von Pflanzen auf dem Mond wäre gerade für das Artemis-Programm der Nasa interessant: Dabei will die US-Raumfahrtbehörde erstmals seit der Apollo-17-Mission von 1972 wieder Menschen zum Mond bringen und dort eine Basis errichten – möglichst bis Ende des Jahrzehnts.

Mondboden ohne Mikroorganismen

Bei diesem Vorhaben könnten Pflanzen nicht nur die Ernährung der Besatzung vereinfachen, sondern etwa auch Sauerstoff produzieren. «Man möchte einen abgeschlossenen Kreislauf, wo alles recycelt wird», sagt Urs Mall vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen, der an der Studie nicht beteiligt war. Er verweist unter anderem auf das vom Menschen abgegebene Kohlendioxid. «Pflanzen würden in diesem Kreislauf eine wichtige Rolle spielen.»

Für die Studie hatte das Team nur insgesamt etwa 12 Gramm Mondmaterial zur Verfügung, das die Apollo-Missionen 11, 12 und 17 von ihren jeweiligen Landeplätzen zur Erde mitgebracht hatten. Das Material wurde jeweils auf eine Korngrösse von unter einem Millimeter gesiebt, mit Steinwolle und einer wässrigen Nährstofflösung versehen und zu jeweils 0,9 Gramm in Minibehälter gegeben.

Auf das Substrat platzierten die Forscher dann Samen der Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana). Diese auch weitverbreitete Pflanze wird in der Biologie als Modellorganismus genutzt, unter anderem weil ihr Genom vollständig sequenziert ist.

Zunächst keimten sämtliche zwölf Samen. Allerdings wurden sehr schnell Probleme sichtbar, die bei den Kontrollpflanzen in terrestrischem Substrat, das dem Mondmaterial ähnelte, nicht auftraten: Die Pflanzen wuchsen langsamer, blieben kleiner, verfärbten sich und variierten insgesamt sehr stark. All dies deuten die Forscher als Zeichen von Stress. Weitere Analysen ergaben, dass die Genaktivität jener von Pflanzen ähnelte, die mit ungünstigen Faktoren wie Salz, Metallen oder oxidativem Stress konfrontiert sind. 

Allerdings registrierte das Team auffällige Unterschiede zwischen den verschiedenen Mondsubstraten: Am schlechtesten gediehen Pflanzen auf jenem Material, das die Apollo-Mission 11 zur Erde gebracht hatte. Der Mondregolith an dieser Landestelle ist – im Gegensatz zu den Arealen von Apollo 12 und Apollo 17 – älter und war damit länger der kosmischen Strahlung und dem Sonnenwind ausgesetzt. 

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