Conquête spatiale: Des vers de terre et des champignons pour fertiliser le sol lunaire

Les projets d'établissement de stations permanentes et autonomes sur notre satellite naturel butent sur d'immenses obstacles techniques. Comme y produire de l'oxygène, de l'eau ou encore de la nourriture à partir des faibles ressources locales.

Même pour des cultures en intérieur, le régolithe lunaire est par exemple un sol bien peu propice. Cette couche de poussières, de roches et de débris minéraux qui recouvre la surface de la Lune contient certes des nutriments essentiels à la croissance des plantes, comme le phosphore, le potassium ou le fer.

Mais elle renferme aussi des métaux lourds toxiques tels que l'aluminium et le zinc. Elle est en outre dépourvu de matière organique et de micro-organismes indispensables à la vie des végétaux et retient mal l'eau.

"Comment transformer ce régolithe en sol ? Quels types de mécanismes naturels peuvent provoquer cette conversion ?", interroge Sara Santos, astrobiologiste à la Jackson School of Geosciences et principale instigatrice d'un projet sur la faisabilité de la culture de plantes sur la Lune, dans un communiqué de l'Université du Texas à Austin.

Elle et ses collègues de l'Université du Texas A&M sont parvenus pour la première fois à faire pousser des pois chiches dans un sol lunaire reconstitué en laboratoire, reproduisant la composition des échantillons de régolithe rapportés par les astronautes des missions Apollo, selon leurs résultats publiés jeudi dans la revue Scientific Reports.

Pour enrichir ce substrat, l'équipe y a ajouté du vermicompost, dans différentes proportions (0%, 25%, 50% et 75%). Ce compost, riche en nutriments et minéraux essentiels, est obtenu en nourrissant des vers du fumier (Eisenia fetida) avec des restes alimentaires ou des produits à base de coton (vêtements, produits d'hygiène...). Des déchets qui seraient autrement jetés lors des missions spatiales.

Bons à consommer ? 

La moitié des plants de pois chiches ont aussi été enrobés de mycorhizes arbusculaires. Sur Terre, ces champignons très répandus entretiennent une relation symbiotique avec leur plante hôte : ils améliorent l'absorption de l'eau et des nutriments par la plante, tout en limitant celle des métaux lourds. Les filaments des champignons lient également les particules du sol ensemble, réduisant ainsi l'érosion.

Seuls les plants cultivés dans des sols enrichis à la fois avec du vermicompost et des champignons ont produit des grains.

Leur croissance a été plus lente et la production plus faible que celles de pois chiches plantés dans de la terre de rempotage achetée dans le commerce, qui servaient de témoins. Cependant, dans les mélanges contenant 25% et 50% de vermicompost, le poids des grains récoltés était comparable à ceux des plants de contrôle.

Les chercheurs ont également découvert que le champignon était capable de survivre dans le substrat et de le coloniser, suggérant qu'une seule introduction suffirait dans un contexte réel. En améliorant la structure du sol grâce à ses filaments, il pourrait faciliter la transformation du régolithe en un milieu de croissance fonctionnel en une seule génération de plantes, soulignent-ils.

Bien que ces résultats soient "prometteurs", des "défis significatifs subsistent", note l'étude, notamment "l'optimisation des processus de conditionnement du régolithe", l'atténuation des signes de stress (carence en chlorophylle, rabougrissement...) observés chez tous les plants et "l'étude des interactions à long terme entre le sol, les microbes et les plantes dans des conditions lunaires".

Reste également à déterminer si ces pois chiches sont mangeables. "A quel point sont-ils sains? Contiennent-ils les nutriments nécessaires aux astronautes? S'ils ne sont pas sûrs à consommer, combien de générations de culture seront nécessaires pour qu'ils le deviennent?", explique dans le communiqué Jessica Atkin, première auteure de l'étude et doctorante au département des sciences du sol et des cultures de l'Université Texas A&M.