Bioremediation von lunarem Regolith-Simulans durch mykorrhizale Pilze und Pflanzensymbiosen ermöglicht Kichererbse die Samenbildung

Abendessen auf dem Mond anbauen

Für zukünftige Astronauten auf dem Mond wird frischer Salat kein Luxus sein – er wird zur Notwendigkeit. Fertignahrung von der Erde mitzuschleppen ist teuer und begrenzt, daher suchen Raumfahrtagenturen nach Wegen, Kulturpflanzen direkt im lunaren Material anzubauen. Diese Studie untersucht, ob eine unscheinbare irdische Kulturpflanze, die Kichererbse, zusammen mit nützlichen Pilzen und organischem Kompost harten Mondstaub in eine lebendige, Nahrungsmittel-produzierende Oberfläche verwandeln kann.

Warum Mondstaub ein schwieriger Wachstumsort für Pflanzen ist

Der lunare Regolith – das graue, pulverige „Boden“-Material, das den Mond bedeckt – ist nichts wie Gartenerde. Er enthält zwar nützliche Mineralien, aber so gut wie keine organische Substanz, keine natürliche Mikrobiengemeinschaft und hat scharfe, unregelmäßige Körner, die Wasser schlecht halten und lebendes Gewebe beschädigen können. Einige enthaltene Metalle können für Pflanzen toxisch werden und Stickstoff, ein essenzieller Nährstoff, ist knapp. Frühere Experimente zeigten, dass Samen im lunaren Material keimen können, doch die Pflanzen wachsen langsam, wirken gestresst und gedeihen oft nicht. Um lunaren Regolith wirklich bebaubar zu machen, muss er sowohl chemisch als auch physikalisch verändert werden.

Die unterirdischen Helfer der Erde nutzen

Auf der Erde arbeiten Pflanzenwurzeln selten allein. Sie gehen Partnerschaften mit arbuskulären mykorrhizalen Pilzen ein – mikroskopischen Verbündeten, die Wurzeln umhüllen und weit in den Boden hineinreichen, Nährstoffe und Wasser gegen Zucker der Pflanze tauschen. Diese Pilze können auch Schwermetalle binden und Bodenpartikel zu stabilen Aggregate zusammenkleben. Wurmkompost, der entsteht, wenn Regenwürmer und ihre Darmmikroben organische Abfälle abbauen, fügt Nährstoffe und eine reiche Gemeinschaft nützlicher Organismen hinzu. In dieser Studie kombinierten die Forschenden Kichererbsen, diese wurzelfreundlichen Pilze und Wurmkompost mit einem hochrealistischen lunaren Regolith-Simulans, um zu prüfen, ob das Trio ein fruchtbares Substrat für Raumkulturen schaffen kann.

Kichererbsen im simulierten Mondboden testen

Das Team zog Kichererbsen in Mischungen aus Regolith-Simulans und Wurmkompost, die von überwiegend Kompost bis zu 100 % Simulans reichten, jeweils mit und ohne Pilzimpfung. Alle Samen keimten, was zeigt, dass die Anfangsentwicklung durch den Kontakt mit dem Simulans nicht verhindert wurde. Mit zunehmendem Pflanzenwachstum verursachten hochregolithhaltige Mischungen sichtbaren Stress: verkürzte Triebe, gelbe Blätter und weniger Verzweigung, was wahrscheinlich auf Nährstoffmangel und ungünstige Wasserverhältnisse zurückzuführen ist. Doch bis zum Tag 56 sahen die mit Pilzen behandelten Pflanzen deutlich gesünder aus, besonders im härtesten 100-%-Simulans, wo sie länger grüner und praller blieben als unbehandelte Pflanzen. Obwohl alle Pflanzen im reinen Simulans schließlich abstoben, verlängerten die Pilzpartner ihr Überleben um rund zwei Wochen, was zeigt, dass diese biologische Unterstützung in einer extremen Umgebung wertvolle Zeit gewinnen kann.

Von Blüten zu Samen unter harten Bedingungen

Für eine Raumfarm reicht es nicht, dass Pflanzen überleben – sie müssen Samen produzieren, um kontinuierliche Ernten zu ermöglichen. In diesem Experiment setzten Kichererbsen nur in normaler Blumenerde und in den Regolith–Kompost-Mischungen Samen, die ebenfalls Pilze erhalten hatten. Höhere Anteile an lunarem Simulans verringerten die Gesamtzahl der Samen, doch die gebildeten Samen ähnelten in Größe und Gewicht denen aus erdähnlichen Kontrollen. Das deutet darauf hin, dass früher Stress die Anzahl der entwickelnden Samen begrenzt, aber sobald die Samen zu füllen beginnen, helfen die Pilzpartnerschaften, deren Qualität zu erhalten. Gleichzeitig veränderten die Pilze das chemische Milieu: in Regolith–Kompost-Mischungen hielten sie den pH-Wert leicht sauer, was die Nährstoffverfügbarkeit begünstigt, während Fragen offenbleiben, wie Metalle zwischen Pflanzengewebe und pilzlichen Strukturen verteilt werden.

Fragilen Staub zu echtem Boden stärken

Über die Unterstützung des Pflanzenwachstums hinaus begannen die biologischen Partner auch, das Simulans selbst umzugestalten. Mykorrhizale Pilze durchziehen Partikel und setzen klebrige Substanzen frei, die Körner zu Aggregaten – krümelähnlichen Strukturen, die Wasserresistenz zeigen – zusammenbinden. Mithilfe eines smartphonebasierten Tests zur Stabilität von Aggregaten fanden die Forschenden, dass alle Mischungen mit pilzbehandelten Kichererbsen stärkere, stabilere Klumpen aufwiesen als unbehandelte, auch solche mit hohem Simulansanteil. Diese verbesserte Struktur kann Wasserhaltevermögen, Nährstoffbewegung und Wurzelzugänglichkeit verbessern und losen, abrasiven Staub innerhalb einer Pflanzen‑Generation näher an echten Boden heranführen.

Was das für Mondfarmen – und die Erde – bedeutet

Die Studie zeigt, dass erdähnliche Bodenerneuerung – mithilfe robuster Kulturen, hilfreicher Pilze und recycelter organischer Abfälle – lunarenähnliches Material einen entscheidenden Schritt näher an bebaubares Land bringen kann. Kichererbsen, die mit mykorrhizalen Pilzen geimpft wurden, konnten in Regolith–Kompost-Mischungen blühen und Samen bilden, und selbst im reinen Simulans verlängerte die Partnerschaft das Pflanzenüberleben und stärkte das Substrat. Zwar zeigten die Pflanzen weiterhin Stressanzeichen und viele Herausforderungen bleiben, doch die Arbeit legt nahe, dass zukünftige Mondgewächshäuser weniger auf importierte Erde angewiesen sein könnten und mehr auf lebende Systeme setzen, die den Mondstaub allmählich bändigen. Dieselben Strategien könnten zudem bei der Wiederherstellung degradierter Böden auf der Erde helfen und so Weltraumlandwirtschaft mit nachhaltiger Landwirtschaft zuhause verbinden.

Zitation: Atkin, J., Pierson, E., Gentry, T. et al. Bioremediation of lunar regolith simulant through mycorrhizal fungi and plant symbioses enables chickpea to seed. Sci Rep 16, 7498 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35759-0

Schlüsselwörter: Weltraumlandwirtschaft, lunarer Regolith, mykorrhizale Pilze, Kichererbse, Wurmkompost