चंद्राच्या मातीतून उगवलं रोपटं! भविष्यात चंद्रावर शेती शक्य?

काही वर्षांपूर्वी ज्या चंद्राकडे लहान मुले आपला मामा म्हणून पाहत होती , त्याच चंद्रावर नंतर मानवाची पावले उमटली . नंतरची पिढी चंद्रावर वसाहत तयार करण्याचा विचार करू लागली . चंद्रावर पाणी आणि अन्य जीवनोपयोगी गोष्टींचा शोध घेऊ लागली . आता नवी पिढी चंद्रावर चक्क शेती करू पाहत आहे . होय ! विश्वास बसणार नाही ; पण हे खरे आहे.

चंद्रावरील जीवनाची शक्यता विज्ञान जगतासाठी नेहमीच रंजक आहे. चंद्रावर जीवसृष्टी शक्य आहे की नाही, यावर सर्वच देशांचे शास्त्रज्ञ संशोधन करत आहेत. याच दरम्यान, अमेरिकन अंतराळ संस्था नासाने (NASA) चंद्रावरून आणलेल्या धुळीत किंवा मातीत रोपे लावण्याचा पराक्रम केला आहे. ही धूळ अलीकडेच नासाच्या अपोलो अंतराळवीरांनी त्यांच्यासोबत आणली होती. त्या मातीचा प्रयोगशाळेत परीक्षण करून हा प्रयोग त्यांनी केला आहे. वनस्पतीसाठी हे एक लहान पाऊल आहे, वनस्पती विज्ञानासाठी एक मोठी झेप आहे.

वॉशिंग्टन: हे मातीचे एक लहान भांडे आहे, अंतराळ शेतीच्या माणसाच्या ज्ञानासाठी एक मोठी झेप आहे: शास्त्रज्ञांनी प्रथमच चंद्राच्या मातीत वाढलेली वनस्पती अपोलो कार्यक्रमात अंतराळवीरांनी परत आणली आहे. रॉबर्ट फेरेल आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी अपोलो 11 च्या नील आर्मस्ट्राँग , बझ आल्ड्रिन आणि इतर मूनवॉकर्सने आणलेल्या चंद्राच्या मातीत अरबीडोप्सिसच्या बिया लावल्या आणि आश्चर्य म्हणजे , त्यात या सर्व बिया अंकुरल्या .

गुरुवारी कम्युनिकेशन्स बायोलॉजी या जर्नलमध्ये तपशिलवार दिलेल्या या महत्त्वपूर्ण प्रयोगाने संशोधकांना आशा दिली आहे की एक दिवस थेट चंद्रावर वनस्पती वाढवणे शक्य होईल.यामुळे भविष्यातील अंतराळ मोहिमांमध्ये बराच त्रास आणि खर्च वाचेल, लांब आणि दूरच्या प्रवासाची सोय होईल.

तथापि, अभ्यासाच्या फ्लोरिडा विद्यापीठाच्या लेखकांच्या मते, या विषयावर बरेच काही अभ्यास करणे बाकी आहे आणि ते कोणतीही कसर सोडू इच्छित नाहीत. त्यांच्या प्रयोगासाठी , संशोधकांनी अपोलो ११ , १२ , आणि १७ मोहिमेदरम्यान चंद्रावरील विविध ठिकाणांहून गोळा केलेली केवळ १२ ग्रॅम ( काही चमचे ) माती वापरली. छोट्या छोट्या आकाराच्या कुंड्यांमध्ये त्यांनी सुमारे एक ग्रॅम माती (ज्याला “रेगोलिथ” म्हणतात) ठेवली आणि त्यात पाणी, नंतर बिया टाकल्या. त्यांनी दररोज वनस्पतींना पोषक द्रावण देखील दिले. संशोधकांनी मोहरीच्या हिरव्या भाज्यांशी संबंधित असलेल्या अरेबिडोप्सिस थालियानाची लागवड करणे निवडले, कारण ते सहजपणे वाढते आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, त्याचा विस्तृत अभ्यास केला गेला आहे. त्याचा अनुवांशिक कोड आणि प्रतिकूल वातावरणाला प्रतिसाद अगदी अवकाशातही सुप्रसिद्ध आहेत. नियंत्रण गट म्हणून, बियाणे पृथ्वीवरील मातीत तसेच चंद्र आणि मंगळाच्या मातीचे अनुकरण करणारे नमुने देखील पेरले गेले.

प्रयोगशाळेने उगवलेल्या एका लहानशा बागेत, चंद्राच्या मातीत पेरलेले पहिले बियाणे उगवले. अपोलो मोहिमेद्वारे परत केलेल्या नमुन्यांमध्ये लागवड केलेले हे छोटे पीक, अंतराळवीर कधीतरी चंद्रावर स्वतःचे अन्न वाढवू शकतील अशी आशा देते.

परंतु चंद्राच्या धूळात उगवलेली झाडे अधिक हळू वाढली आणि पृथ्वीवरील ज्वालामुखी सामग्रीमध्ये वाढलेल्या इतरांपेक्षा जास्त खरवडली, असे संशोधकांनी १२ मे रोजी कम्युनिकेशन बायोलॉजीमध्ये नोंदवले. या शोधातून असे सूचित होते की चंद्रावर शेती करण्यासाठी हिरव्या अंगठ्यापेक्षा खूप जास्त वेळ लागेल.

परिणाम: जेव्हा परीक्षण केले त्यानंतर दोन दिवसांनंतर, चंद्राच्या नमुन्यांसह सर्व काही अंकुरले. “प्रत्येक वनस्पती मग ते चंद्राच्या नमुन्यात असो किंवा नियंत्रणात साधारण सहाव्या दिवसापर्यंत सारखेच दिसत होते,” असे या पेपरच्या प्रमुख लेखिका अण्णा-लिसा पॉल यांनी एका निवेदनात म्हटले आहे. परंतु त्यानंतर, फरक दिसू लागला: चंद्राच्या नमुन्यांमधील वनस्पती अधिक हळूहळू वाढू लागल्या आणि त्यांची मुळे खुंटली.

प्रयोगशाळेने केलेल्या या अद्भुत प्रयत्ना वरती अनेक शास्त्रज्ञांनी त्यांचे मत व्यक्त केले आहे.“अहो! खूप मस्त आहे!” विस्कॉन्सिन विद्यापीठ-मॅडिसनचे खगोलशास्त्रज्ञ रिचर्ड बार्कर म्हणतात. खगोलशास्त्रज्ञ रिचर्ड बार्कर यांनी या केलेल्या संशोधनात खूप कौतुक केलं आहे. खरं तर ही मानव जातीसाठी एक मोठे यश आहे. परंतु, हे यश काही माणसाला पहिल्यांदाच भेटले नाही. याअगोदरही यायला माणसाने अपोलो ११ ही मोहिम आखली होती . त्यावेळी माणूस पहिल्यांदा चंद्रावरती गेला होता. तेथे त्यांनी मातीचे नमुने घेतले, सूर्यकिरणांचा अभ्यास करण्यासाठी यंत्र उभारले, चंद्रावरील भूकंपाचा अभ्यास करण्यासाठी भूकंप यंत्रही उभारले व इतर अनेक केंद्र उभारले . माणसाच्या पहिल्या यशाची कथा बनली. कारण ती कथा होती माणसाने चंद्रावर ठेवलेला पहिल्या पावसाची, ती कथा होती माणसाने दिवसा पाहिलेल्या स्वप्नांची, ती कथा होती माणसाने केलेल्या परिश्रमाची कष्टाची. हे करूनही माणूस थांबला नाही, त्याने अपोलो १११ पर्यंत अनेक मोहिमा केल्या. आणि त्यातील एका मोहिमेद्वारे घेतलेल्या नमुन्यांचा प्रयोगशाळेत अभ्यास करून केलेला हा शोध आहे.

“हे नमुने परत आल्यापासून, तेथे वनस्पतिशास्त्रज्ञ आहेत ज्यांना हे जाणून घ्यायचे होते की तुम्ही त्यात रोपे वाढवली तर काय होईल,” बार्कर म्हणतात, जो अभ्यासात सहभागी नव्हता. “परंतु प्रत्येकाला माहित आहे की ते मौल्यवान नमुने … अमूल्य आहेत, आता, नासा च्या आर्टेमिस कार्यक्रमाचा भाग म्हणून अंतराळवीरांना चंद्रावर परत पाठवण्याच्या आगामी योजनांनी त्या मौल्यवान नमुन्याचे परीक्षण करण्यासाठी आणि चंद्र संसाधने दीर्घकालीन मोहिमांना कशी मदत करू शकतात हे शोधण्यासाठी नवीन प्रोत्साहन दिले आहे .

रेझर-तीक्ष्ण बिट्सची ही बारीक पावडर वनस्पतींसाठी रुचकर असलेल्या ऑक्सिडाइज्ड प्रकारापेक्षा धातूच्या लोहाने भरलेली आहे . हे अंतराळातील खडकांनी चंद्रावर दगड मारून बनवलेल्या काचेच्या छोट्या तुकड्यांनी देखील भरलेले आहे. ज्यामध्ये नायट्रोजन, फॉस्फरस किंवा इतर बरेच काही भरलेले नाही ते वनस्पती वाढण्यासाठी आवश्यक आहे. त्यामुळे, जरी शास्त्रज्ञांनी पृथ्वीवरील सामग्रीपासून बनवलेल्या बनावट चंद्राच्या धूळांमध्ये वाढण्यासाठी वनस्पतींना कोक्सिंगमध्ये चांगले यश मिळविले असले तरी, नवजात वनस्पती खऱ्या वस्तूंमध्ये त्यांची नाजूक मुळे खाली ठेवू शकतात की नाही हे कोणालाही माहिती नव्हते.

हे शोधण्यासाठी, गेनेसविले येथील फ्लोरिडा विद्यापीठातील संशोधकांच्या त्रिकूटाने थॅले क्रेस (अरॅबिडोप्सिस थालियाना) चा प्रयोग केला. ही चांगली अभ्यासली जाणारी वनस्पती मोहरी सारख्याच कुटुंबातील आहे आणि सामग्रीच्या अगदी लहान ढिगाऱ्यात वाढू शकते. ते महत्त्वाचे होते कारण संशोधकांकडे चंद्राचा थोडासाच भाग होता.

इतर जगावर वनस्पती मानवी जीवनाचा आधार किती प्रमाणात वाढवू शकतात हे इन-सीटू संसाधनांचा वापर करून बाहेरील वातावरणात वनस्पतींच्या वाढीच्या क्षमतेवर अवलंबून असते. अपोलो ११, १२ आणि १७ मधील नमुने , दाखवते की पार्थिव वनस्पती अरेबिडोप्सिस थालियाना ( Arabidopsis thaliana ) अंकुरित होते आणि विविध चंद्र रेगोलिथमध्ये वाढते. तथापि, परिणाम दर्शवतात की वाढ आव्हानात्मक आहे; चंद्र रेगोलिथ वनस्पती विकसित होण्यास मंद होते आणि अनेकांनी तीव्र ताणतणाव दर्शविले. शिवाय, चंद्राच्या मातीत उगवलेल्या सर्व वनस्पतींनी भिन्न रीतीने जीन्स व्यक्त केली आहेत .जी आयनिक ताण दर्शवतात, मीठ, धातू आणि प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन प्रजातींवर वनस्पतींच्या प्रतिक्रियांप्रमाणे . त्यामुळे, चंद्राच्या अधिवासात वनस्पती उत्पादनासाठी सिटू चंद्र रेगोलिथ उपयुक्त ठरू शकत असले तरी, ते सौम्य सब्सट्रेट नाहीत. चंद्र स्थानकांमध्ये जीवन समर्थनासाठी चंद्र रेगोलिथचा कार्यक्षम वापर सक्षम करण्यासाठी वनस्पती आणि चंद्र रेगोलिथ यांच्यातील परस्परसंवाद अधिक स्पष्ट करणे आवश्यक आहे आणि संभाव्यतः कमी करणे आवश्यक आहे.

प्रयोगशाळेतील संशोधकांनी लहान भांड्यामध्ये बियाणे पेरले ज्यामध्ये प्रत्येकामध्ये सुमारे एक ग्रॅम माती होती. अपोलो ११ ने परत केलेल्या नमुन्यांनी चार भांडी भरली होती, आणखी चार अपोलो १३ नमुन्यांनी आणि शेवटची चार अपोलो १७ मधील नमुने भरलेले होते. आणखी १६ भांडी चंद्राच्या नमुन्यांची नक्कल करण्यासाठी भूतकाळातील प्रयोगांमध्ये वापरलेल्या पृथ्वीवरील ज्वालामुखी सामग्रीने भरलेली होती. सर्व प्रयोगशाळेत एलईडी दिव्याखाली उगवले गेले आणि त्यांना पोषक तत्वांचा मटनाचा रस्सा दिला गेला.

चंद्राच्या रेगोलिथमध्ये रोपे उगवताना जेव्हा इतरांनी पाहिले त्या तुलनेत खरोखर काहीही नाही,” अॅना-लिसा पॉल, वनस्पती आण्विक जीवशास्त्रज्ञ असे म्हणतात. “हा एक हलणारा अनुभव होता, असे ही हे संशोधक म्हणतात . चंद्राच्या मातीवरील सर्व कुंड्यांमध्ये वनस्पती वाढल्या, परंतु पृथ्वीवरील वस्तूंमध्ये लागवड केलेल्या वनस्पतींप्रमाणे कोणतीही वाढ झाली नाही. पॉल म्हणतात की , “सर्वात निरोगी रोपटे हे अगदी लहान होते. सर्वात आजारी चंद्र-उगवलेली झाडे लहान होती आणि अपोलो ११ नमुन्यांमध्ये उगवलेली वनस्पती, जी चंद्राच्या पृष्ठभागावर सर्वात जास्त काळ उघडकीस आली होती, ती सर्वात जास्त खुंटलेली होती.

पॉल आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी मिनी एलियन ईडनमधील जनुकांचीही तपासणी केली. “तणावांना प्रतिसाद म्हणून कोणत्या प्रकारची जीन्स चालू आणि बंद केली जातात हे पाहून, त्या तणावाचा सामना करण्यासाठी वनस्पती त्यांच्या चयापचय टूलबॉक्समधून कोणती साधने बाहेर काढत आहेत हे दर्शविते,” ते सांगते. चंद्राच्या मातीवरील उगवलेल्या सर्व वनस्पतींनी अनुवांशिक साधने बाहेर काढली आहेत जी सामान्यत: मीठ, धातू किंवा प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन प्रजाती यांच्या तणावाशी झुंजत असलेल्या वनस्पतींमध्ये दिसतात.

६ ते ८ दिवसांदरम्यान, प्रत्येक रोपे संदंश (पूरक चित्र 1J) वापरून एका रोपासाठी पातळ केली गेली. २० व्या दिवशी वनस्पतींचे हवाई भाग (पाने आणि हायपोकोटाइल) कात्रीने कापून सूक्ष्म सेंट्रीफ्यूज ट्यूब (पूरक अंजीर 1J) आणि द्रव नायट्रोजनमध्ये स्नॅप-फ्रोझन करून कापणी केली गेली. RNA काढेपर्यंत नमुने −८०°C वर साठवले गेले. २० दिवसांनंतर, शास्त्रज्ञांनी सर्व वनस्पतींची कापणी केली आणि त्यांच्या डीएनएवर अभ्यास केला. त्यांच्या विश्लेषणावरून असे दिसून आले की चंद्राच्या वनस्पतींनी प्रतिकूल वातावरणात वाढलेल्या वनस्पतींप्रमाणेच प्रतिक्रिया दिली होती, जसे की जास्त मीठ असलेली माती किंवा जड धातू. भविष्यात, हे वातावरण अधिक आदरातिथ्य कसे करता येईल हे शास्त्रज्ञांना समजून घ्यायचे आहे. नासा आर्टेमिस कार्यक्रमाचा एक भाग म्हणून चंद्रावर परत येण्याची तयारी करत आहे, त्याच्या पृष्ठभागावर कायमस्वरूपी मानवी उपस्थिती स्थापित करण्याच्या दीर्घकालीन उद्दिष्टासह नियोजन आहे .

अपोलो १२ रोपांमध्ये सर्वात तीव्र ताणतणाव असलेले अनुवांशिक प्रोफाइल होते, जे अधिक पुरावे देतात की रेगोलिथ चंद्राच्या पृष्ठभागावर जास्त काळ संपर्कात आहे आणि त्यामुळे अधिक प्रभावशाली काच आणि धातूच्या लोहाने भरलेले आहे वनस्पतींसाठी हे अधिक विषारी आहे.

भविष्यातील अंतराळ शोधक त्यानुसार त्यांच्या चंद्राच्या अधिवासासाठी जागा निवडू शकतील. वनस्पतींसाठी अधिक सोयीस्कर बनवण्यासाठी कदाचित चंद्राचे हे नमुने देखील कशीतरी सुधारली जाऊ शकते. किंवा परकीय मातीत घरी अधिक अनुभवण्यासाठी वनस्पतींना अनुवांशिकरित्या अभियंता केले जाऊ शकते. पॉल हे संशोधक असे सांगतात की , “आम्ही अशा वनस्पती देखील निवडू शकतो जे अधिक चांगले उगतात . “कदाचित पालक वनस्पती, जे खूप मीठ-सहिष्णु आहेत, त्यांना चंद्र रेगोलिथमध्ये वाढण्यास त्रास होणार नाही.”

रेगोलिथ खालून ओले होईपर्यंत प्लेट्स द्रावणाच्या ट्रेमध्ये ठेवून दररोज पोषक द्रावणाने वाढीच्या प्लेट्स ओलसर केल्या जातात आणि नंतर निचरा होऊ दिला जात नाही. परंतु ते सहजपणे काढून टाकते आणि जास्त पाणी ठेवत नाही. रॉकवूलच्या या गुणधर्मामुळे रेगोलिथला पाणी साचण्यापासून रोखण्यात मदत झाली. रोपांच्या ह्या प्लेट्सचे दररोज फोटो काढले जात होते.

चंद्र बागकामाच्या या पहिल्या प्रयत्नाने दिलेल्या आव्हानांमुळे बार्कर हे संशोधक घाबरलेले नाहीत. ते म्हणतात, “मानवता चंद्राच्या शेतीमध्ये खरोखर सहभागी होण्यापूर्वी अनेक, अनेक पायऱ्या आणि तंत्रज्ञान विकसित करणे आवश्यक आहे.” “परंतु आपल्यापैकी ज्यांना हे शक्य आणि महत्त्वाचे आहे असा विश्वास आहे .

त्यांच्यासाठी हा विशिष्ट डेटासेट असणे खरोखर महत्वाचे आहे.” जरी माणसाने चंद्रावरच्या मातीवर प्रयोग करून वनस्पती उगवली असेल. तरी माणूस तिथेच थांबणार नाही. तो मंगळ ग्रहावर जाऊन तिथे मातीचे नमुने घेऊन , जास्त मातीवर वनस्पती उगवण्याचा सुद्धा प्रयोग लवकरच करणार आहे . आणि भारत लवकरच चांद्रयान – ३ ही मोहीम राबवून लवकर चंद्राच्या मातीचा अजून सखोल अभ्यास करणारे .या वास्तवावर शिक्कामोर्तब झाले आहे . मंगळावर काही रोपे उगवून यावीत यासाठी प्रयोग सुरू आहेत . मंगळावरील तापमान , विविध वायूंचे प्रमाण आणि अन्य भौगोलिक घटक लक्षात घेऊन बंदिस्त बायोस्फियर निर्माण करण्याचा आणि त्यात पिके घेण्याचा प्रयत्न सध्या सुरू आहे . त्याचे परिणामही सकारात्मक असल्याचे दिसून आले आहे . मंगळावर बंदिस्त केलेल्या वातावरणात बटाटयाला कोंब फुटल्याचे दिसून आले असून , त्यापाठोपाठ चंद्रावरून आणलेल्या मातीत रोप उगवून आल्यामुळे संपूर्ण जगाच्या आशा उंचावल्या आहेत !

लेखक – अथर्व डोके
संकेतस्थळ – vidnyandarpan.in.net
संपर्क        – ७२७६१३३५११