C’est une petite tige pour une plante, un pas de géant pour la science végétale.
Dans un petit jardin cultivé en laboratoire, les premières graines jamais semées dans la terre lunaire ont germé. Cette petite récolte, plantée dans des échantillons retournés par les missions Apollo, offre l’espoir que les astronautes pourraient un jour cultiver leur propre nourriture sur la lune.
Mais les plantes en pot dans la terre lunaire ont grandi plus lentement et étaient plus maigres que d’autres cultivés dans des matériaux volcaniques de la Terre, rapportent des chercheurs le 12 mai à Biologie des communications. Cette découverte suggère que l’agriculture sur la lune prendrait beaucoup plus qu’un pouce vert.
« Ah ! C’est trop cool! » dit Richard Barker, astrobotaniste de l’Université du Wisconsin-Madison, à propos de l’expérience.
« Depuis que ces échantillons sont revenus, il y a eu des botanistes qui ont voulu savoir ce qui se passerait si vous y cultiviez des plantes », explique Barker, qui n’a pas participé à l’étude. « Mais tout le monde sait que ces précieux échantillons… n’ont pas de prix, et vous pouvez donc comprendre pourquoi [NASA was] réticent à les libérer.
Maintenant, les plans à venir de la NASA pour renvoyer des astronautes sur la lune dans le cadre de son Programme Artémis ont offert une nouvelle incitation à examiner cette précieuse saleté et à explorer comment les ressources lunaires pourraient soutenir des missions à long terme (SN : 15/07/19).
La saleté, ou régolithe, qui recouvre la lune est fondamentalement le pire cauchemar d’un jardinier. Cette fine poudre de morceaux tranchants comme des rasoirs est pleine de fer métallique, plutôt que du type oxydé qui est agréable au goût pour les plantes (SN : 15/09/20). Il est également plein de minuscules éclats de verre forgés par des roches spatiales bombardant la lune. Ce que c’est ne pas plein d’azote, de phosphore ou de tout ce dont les plantes ont besoin pour pousser. Ainsi, même si les scientifiques sont devenus assez bons pour persuader les plantes de pousser dans de la fausse poussière de lune faite de matériaux terrestres, personne ne savait si les plantes nouveau-nées pouvaient planter leurs racines délicates dans la vraie matière.
Pour le savoir, un trio de chercheurs de l’Université de Floride à Gainesville a mené des expériences avec le cresson de Thale (Arabidopsis thaliana). Cette plante bien étudiée appartient à la même famille que les moutardes et peut pousser dans une minuscule motte de matière. C’était essentiel car les chercheurs n’avaient qu’un petit bout de lune pour faire le tour.
L’équipe a planté des graines dans de minuscules pots contenant chacun environ un gramme de terre. Quatre pots ont été remplis d’échantillons renvoyés par Apollo 11, quatre autres avec des échantillons d’Apollo 12 et quatre derniers avec de la terre d’Apollo 17. 16 autres pots ont été remplis de matériau volcanique terrestre utilisé dans des expériences antérieures pour imiter la terre de la lune. Tous ont été cultivés sous des lumières LED en laboratoire et arrosés avec un bouillon de nutriments.
« Rien de vraiment comparable au moment où nous avons vu les semis pour la première fois alors qu’ils poussaient dans le régolithe lunaire », explique Anna-Lisa Paul, biologiste moléculaire végétale. « C’était une expérience émouvante, de pouvoir dire que nous observons les tout premiers organismes terrestres à se développer dans des matériaux extraterrestres, jamais. Et c’était incroyable. Juste incroyable. »
Les plantes poussaient dans tous les pots de terre lunaire, mais aucune ne poussait aussi bien que celles cultivées dans des matériaux terrestres. « Les plus sains étaient juste plus petits », dit Paul. Les plantes les plus malades cultivées sur la lune étaient minuscules et avaient une pigmentation violacée – un drapeau rouge pour le stress des plantes. Les plantes cultivées dans les échantillons d’Apollo 11, qui avaient été exposés sur la surface lunaire le plus longtemps, étaient les plus rabougries.
Paul et ses collègues ont également inspecté les gènes de leur mini alien Eden. « En voyant quels types de gènes sont activés et désactivés en réponse à un stress, cela vous montre quels outils les plantes sortent de leur boîte à outils métabolique pour faire face à ce stress », dit-elle. Toutes les plantes cultivées dans la terre lunaire ont retiré des outils génétiques généralement observés chez les plantes aux prises avec le stress du sel, des métaux ou des espèces réactives à l’oxygène (SN : 08/09/21).
Les semis d’Apollo 11 avaient le profil génétique le plus sévèrement stressé, offrant plus de preuves que le régolithe exposé plus longtemps à la surface lunaire – et donc jonché de plus de verre d’impact et de fer métallique – est plus toxique pour les plantes.
Les futurs explorateurs de l’espace pourraient choisir le site de leur habitat lunaire en conséquence. Peut-être que la saleté lunaire pourrait également être modifiée d’une manière ou d’une autre pour la rendre plus confortable pour les plantes. Ou les plantes pourraient être génétiquement modifiées pour se sentir plus à l’aise dans un sol étranger. « Nous pouvons aussi choisir des plantes qui font mieux », dit Paul. « Peut-être que les plantes d’épinards, qui sont très tolérantes au sel, n’auraient aucun mal à pousser dans le régolithe lunaire. »
Barker n’est pas intimidé par les défis promis par cette première tentative de jardinage lunaire. « Il y a beaucoup, beaucoup d’étapes et d’éléments technologiques à développer avant que l’humanité puisse vraiment s’engager dans l’agriculture lunaire », dit-il. « Mais avoir cet ensemble de données particulier est vraiment important pour ceux d’entre nous qui croient que c’est possible et important. »
