Маруля, отгледана на МКС: какво установи изследването от 2020 г. и какво последва

На 6 март 2020 г. екип от космическия център „Кенеди“ на НАСА с водещ автор Christina Khodadad публикува във Frontiers in Plant Science проверка на червена маруля, отгледана на Международната космическа станция (МКС). Въпросът е практичен. Част от хранителните вещества липсват в пакетираната храна на астронавтите, например калий и витамин K, а други, като витамин B1 и C, се разграждат с времето. Пресният зеленчук би могъл да помогне, стига да е безопасен. Ето какво установиха авторите, къде са границите на изводите и какво дойде след това.

Какво растеше и как

Сортът е червена маруля от типа „ромен“, Lactuca sativa cv. „Outredgeous“. Отглеждана е в камерата Veggie – малка камера със светодиодно осветление и вентилатори, изстреляна към МКС през 2014 г. Семената са повърхностно дезинфекцирани и залепени в „възглавнички“ с изпечена глина и бавноразтворим тор. Поливането е ръчно. Освен решетки за едри частици въздухът не се филтрира, така че растенията са изложени на всички микроби в станцията.

Проучването обхваща три засаждания: VEG-01A (8 май – 10 юни 2014 г.), VEG-01B (8 юли – 10 август 2015 г.) и VEG-03A (25 октомври – 28 декември 2016 г.). В първите две листата са откъснати наведнъж след 33 дни. В третото са брани на няколко пъти, като част от реколтата е изядена от екипажа. Останалите листа са замразени при −80 °C и върнати на Земята. Контролни растения са отглеждани на Земята със закъснение от 24 до 72 часа при условията (температура, влажност, въглероден диоксид), записани на станцията.

Какво показаха микробите

Средният брой бактерии по листата на отделните засаждания и реколти е между 2,14 и 4,86 log₁₀ колониеобразуващи единици на грам, а на дрождите и плесените – между 2,3 и 4,3. Авторите сравняват това с литературата: при зеленчуци от нива, оранжерия и пазар бактериите са около 4–8, а дрождите и плесените по маруля – 2–5. Скринингът на листата за E. coli, Salmonella и Staphylococcus aureus е отрицателен, и в култура, и при секвениране. Изводът на авторите е, че от микробиологична гледна точка марулята е безопасна за ядене.

Това не означава, че листата са стерилни. Открити са обичайни за маруля бактерии като Pantoea, Sphingomonas и Burkholderia и гъби като Alternaria. От листата на VEG-03A, и полетните, и земните, е изолиран и Staphylococcus – род, свързан с хората, макар специалният тест за S. aureus да е бил отрицателен. Над половината от бактериалните родове и всички гъбни родове, описани в друго проучване по повърхностите на МКС, са намерени и във Veggie. Корените са по-разнообразни от листата, а единствената разлика между Земя и космос в разнообразието на родовете е в листата на VEG-03A.

Има и ограничения. При третото засаждане е имало неизправност на вентилатора и в началото излишна влага, записите на средата не покриват целия опит и връзката между условията и броя микроби е предположение. Отглеждането в култура улавя около 10 % от общността. Растенията са поливани на ръка, а при VEG-01 водата е била на моменти недостатъчна.

Хранителният състав

Измерени са желязо, калий, натрий, фосфор, сяра, цинк, калций, магнезий, манган, общи фенолни съединения, антоцианини и антиоксидантен капацитет (ORAC). Резюмето на статията говори за разлики между полетни и земни проби при част от елементите и при фенолите. В раздела с резултатите обаче значимите разлики са между трите засаждания, а в рамките на всяко засаждане полетните и земните проби не се различават значимо. Желязо и калий са по-ниски във VEG-03A; натрий, фосфор, сяра и цинк са по-високи във VEG-01B; калций, магнезий и манган са без разлика. Фенолите във VEG-03A са най-ниски: 15,0 мг/г (земя) и 19,6 мг/г (полет) в сухо тегло. Антоцианините и ORAC не се различават.

Авторите смятат, че от тези разлики не бива да се правят изводи. Възможни обяснения са промяна във водата на станцията (VEG-01B е отгледано година след VEG-01A) и фактът, че при VEG-03A част от растенията изглеждали като преминаващи към репродуктивна фаза, което може да е предизвикало стареене. Gioia Massa от центъра „Кенеди“ каза пред Frontiers, че станцията служи като изпитателен полигон за бъдещи дълги мисии, и посочи като следващи цели други листни зеленчуци и дребни плодове като чушки и домати.

Какво показаха следващите години

През 2019 г. във Veggie отгледаха горчица мицуна (VEG-04); екипажът я изяде и оцени вкуса ѝ. Според плакат на Massa и колеги от януари 2025 г. добивът е подобен на земния, когато растенията не са под стрес, разликите в хранителния състав са непоследователни, а човешки патогени почти не са намерени. Единственият, Staphylococcus aureus, е открит в едно растение от VEG-04B и в много малко количество. Авторите заключават, че правилата за безопасно боравене изглеждат ефективни.

Дребните плодове се оказаха по-трудни. При джуджевите домати „Red Robin“ (VEG-05, декември 2022 – март 2023 г.) са се образували твърде малко плодове за екипажа, защото влагата трудно се поддържа. Анализ на микробиома от 2025 г. не откри патогени при скрининга, а броят на микробите е по-малък при земните растения, отколкото при полетните.

В автоматизираната камера Advanced Plant Habitat през 2021 г. отгледаха чили. Опитът PH-04 трая 137 дни. На 29 октомври бяха набрани седем чушки, а на 26 ноември беше втората и последна реколта; НАСА пише за 26 чушки от четири растения. При втората реколта 12 бяха подготвени за връщане на Земята за анализ, а останалите екипажът изяде. Според агенцията PH-04 е изхранил повече астронавти от всяка друга култура, отгледана в космоса. Плодовете закъсняха с около две седмици, а някои бяха по-лютиви от очакваното. Според НАСА опитите VEG-04 и VEG-05 показват и че много астронавти намират грижата за растенията за приятно и отпускащо занимание.