Une étude suggère que des champignons mycorhiziens arbusculaires pourraient être utilisés pour fertiliser le régolithe martien ou lunaire et les rendre adaptés à la production de cultures vivrières, ce qui pourrait contribuer à l’autonomie des astronautes pour les missions de longue durée. Ces champignons réguleraient le cycle des nutriments dans le sol et atténueraient le stress abiotique, ce qui pourrait potentiellement améliorer les rendements agricoles pour des sols initialement stériles.
Pouvoir produire les aliments sur place permettrait de réduire considérablement les coûts financiers et la complexité logistique liés au transport de denrées alimentaires depuis la Terre vers la Lune et Mars. Pour ce faire, les agences spatiales considèrent depuis longtemps que les habitats extraterrestres nécessiteront des serres cultivables utilisant les ressources in situ.
Ces projets dits « efforts d’utilisation des ressources in situ (ISRU) » consisteraient principalement à utiliser le régolithe lunaire ou martien pour cultiver des plantes vivrières. Les chercheurs estiment que le régolithe extraterrestre pourrait permettre de cultiver des plantes car il peut constituer une source de nutriments essentiels tels que le calcium, le magnésium, le fer, le potassium et le phosphore, qui ont par exemple été trouvés dans le régolithe lunaire.
Cependant, ces régolithes diffèrent des sols terrestres par l’absence de processus biologiques permettant de recycler les éléments nutritifs dans le sol. En conséquence, les formes sous lesquelles les macro- et micronutriments sont contenus dans les régolithes ne sont généralement pas assimilables par les plantes. Les sols lunaires et martiens présentent aussi des caractéristiques néfastes pour la santé des plantes telles qu’un pH alcalin, une forte concentration en sodium et en perchlorate, une faible cohésion des composants minéraux, sans compter l’exposition aux radiations.
Différentes stratégies ont été proposées pour rendre ces régolithes propices à la culture, telles que l’utilisation de microorganismes et de champignons. Dans une étude publiée récemment dans la revue Frontiers in Astronomy and Space Sciences, un groupe de chercheurs a exploré la faisabilité de l’utilisation de champignons mycorhiziens arbusculaires pour contribuer à rendre le régolithe lunaire et martien plus fertile et propice à la culture.
« Cet article explore le potentiel des champignons bénéfiques pour soutenir l’agriculture sur régolithe (ARR) par le biais de la biominéralisation, de la mobilisation des nutriments et de la bioremédiation », écrivent les chercheurs.
Transformer des sols inertes en substrats cultivables
Connus des botanistes et des écologistes depuis le XIXe siècle, les champignons mycorhiziens arbusculaires développent de vastes réseaux filamenteux agissant comme des extensions des racines des plantes. Ils entretiennent une relation symbiotique avec les plantes en régulant le cycle des nutriments afin de faciliter l’absorption racinaire et d’assurer la survie d’autres organismes bénéfiques du sol.
Des études ont montré que ces champignons peuvent constituer des éléments clés de la fertilité des sols. L’équipe de la nouvelle étude suggère de se concentrer sur les genres Trichoderma, Penicillium, Aspergillus et Glomeromycota pour fertiliser le régolithe lunaire ou martien.
Bien que certains de ces genres incluent des souches pathogènes, ils comprendraient également des souches à fort potentiel pour favoriser la croissance des plantes dans des conditions de stress abiotique, c’est-à-dire l’ensemble des conditions environnementales défavorables aux organismes vivants.
Le genre Glomeromycota serait particulièrement utile pour faciliter la croissance des plantes dans des conditions extrêmes. Sur Terre, ces champignons sont connus pour améliorer l’absorption du fer par les racines, atténuer le stress oxydatif et améliorer la structure du sol par agrégation grâce à la glomaline (glycoprotéine collante produite par les champignons mycorhiziens), des mécanismes qui pourraient être applicables aux systèmes de régolithe.
« Ces micro-organismes offrent un outil biotechnologique prometteur pour transformer l’environnement du régolithe (composition inorganique) et influencer positivement le microbiome artificiel introduit dans des substrats inhospitaliers », écrivent les chercheurs.
L’équipe précise toutefois que davantage de travaux seront nécessaires pour explorer l’approche dans des conditions réelles, c’est-à-dire avec du vrai régolithe lunaire et de véritables analogues martiens. Les échantillons lunaires ne sont cependant disponibles qu’en quantité limitée, tandis qu’il n’existe actuellement aucun échantillon martien rapporté sur Terre.
Les recherches expérimentales dédiées à l’ISRU sont jusqu’ici effectuées avec des échantillons simulés. Les travaux menés dans ce domaine démontrent néanmoins des avancées notables. Une précédente étude a par exemple démontré la faisabilité de cultures de pois chiches avec du régolithe lunaire simulé et enrichi avec des champignons et du vermicompost.
