Planten telen op Mars: als we er naartoe willen, zal het wel moeten. Maar kan het ook? VWO’er Wouter van As zocht het uit!

Gewapend met nagebootst Mars-zand ging Van As voor zijn profielwerkstuk na of onder meer trostomaten, bonen, radijsjes en courgettes het een beetje leuk vinden op de rode planeet. Het leverde hem een fascinerend profielwerkstuk en de KNAW Onderwijsprijs op. Goede redenen om hem eens aan de tand te voelen over zijn onderzoek, zijn toekomstplannen en na te gaan of hij misschien geïnteresseerd is in een enkeltje Mars?

Marsgrond van Hawaii

De ‘Marsgrond’ die Van As van Wamelink kreeg, is natuurlijk niet echt afkomstig van Mars. De grond komt van Hawaii. “Op de planeet Mars heeft in 2012 de Marsrover Curiosity de bodem geanalyseerd, hierbij bleek dat de bodem op de planeet Mars sterk lijkt op de bodem die men op de Mauna Kea kan vinden, dit is een slapende vulkaan op Hawaii. Daar is dit zand gewonnen en het is verder bewerkt zodat het ontstane ‘Marszand’ nagenoeg hetzelfde is als dat wat op het oppervlak van de rode planeet gevonden kan worden.”

Mars
Een aflevering van ‘Eén vandaag‘ bracht Wouter van As, VWO-er aan het Norbertuscollege in Roosendaal op het idee voor zijn profielwerkstuk. “In dit programma werd verteld dat het Dr.Ir Wieger Wamelink was gelukt een aantal groenten als tomaten te kweken op bemeste ‘Marsgrond‘.” Het trok direct de aandacht van Van As, zo vertelt hij aan Scientias.nl. Dat wilde hij ook wel eens proberen. En zo geschiedde. Hij kreeg wat ‘Marsgrond’ (zie kader) van Wamelink en sloeg aan het experimenteren met de meest uiteenlopende gewassen. “Voor het onderzoek heb ik gebruik gemaakt van de gewone boon, de courgette, trostomaat, radijsjes en tot slot suikermais. De gebruikte plantensoorten zijn allemaal afkomstig uit verschillende plantenfamilies, ze stellen hierdoor allemaal zeer verschillende eisen aan de omgeving. De plantenfamilies waaruit deze planten afkomstig zijn, zijn van groot belang voor de hedendaagse landbouw.”

Wisselende resultaten
En de experimenten verlopen wisselend. “De verwachting was dat de verschillende plantensoorten een verschillend groeibeeld zouden opleveren, toch was dit groeibeeld veel meer uiteenlopend dan verwacht,” zo vertelt Van As. “Om twee extremen te noemen: De gewone boon (Phaseolus vulgaris ‘Berna’) groeide op de onbemeste ‘Marsgrond’ en onder de lichtomstandigheden van de planeet Mars zeer indrukwekkend, de trostomaat (Solanum lycopersicum ‘Moneymaker’) groeide onder deze omstandigheden nauwelijks.”

Wouter van As met het Marszand in Wageningen.

Wouter van As met het Marszand in Wageningen.

Optimisme
Ondanks dat lang niet alle gewassen het even goed doen op ‘Mars’, is Van As optimistisch. “Ik ben ervan overtuigd dat het mogelijk gaat worden om planten te laten groeien op Mars.” Maar het zal zeker niet vanzelf gaan. “Het laten groeien van planten op Mars vergt enorm veel doorzettingsvermogen (…) De grootste uitdaging is toch wel de techniek die nodig is om planten op Mars te laten groeien. Veel abiotische factoren op Mars zijn voor planten verre van optimaal te noemen. Zo is de luchtdruk veel te laag. Temperatuurschommelingen van meer dan 80 graden Celsius zijn goed mogelijk, dit betekent dat het overdag 20 graden Celsius kan worden, maar dat de temperatuur ’s nachts terug valt tot een barre –60 graden Celsius. Ten slotte is er ook sprake een grote hoeveelheid straling op oppervlak van Mars. Al het leven, zo ook planten, moet hiertegen beschermd worden. Een kleine fout in de techniek kan al zeer ernstige gevolgen hebben.”

Nog verder kijken
Van As keek in zijn profielwerkstuk niet alleen naar hoe goed de gewassen groeiden. “In mijn profielwerkstuk heb ik onderzoek verricht met experimenten die voor zover ik weet tot nu toe nooit eerder zijn uitgevoerd, zoals een analyse van zware metalen in groenten die op ‘Marsbodem’ groeide, de invloed van de lichtsterkte van Mars op de groei van gewassen en in welke mate de gewone boon in staat is de voedingsarme Marsbodem te verrijken met nitraat.”

Rijpe vruchten van de gewone boon op 'Marszand'.

Rijpe vruchten van de gewone boon op ‘Marszand’.

Vragen
Hoewel het onderzoek van Van As een schat aan informatie heeft opgeleverd, zijn er nog genoeg vragen die hij in dit stadium niet beantwoorden kan. “Eén van de zaken die ik heb onderzocht, is in welke mate de planten zware metalen uit de Marsbodem opnemen. Als een gewas te veel zware metalen bevat is deze niet meer eetbaar voor mensen. Aan de buitenkant van een plant is dit echter niet te zien. Een laboratorium gevestigd in Veghel, NutriControl, heeft voor mij belangeloos de biomassa op de exacte concentratie van enkele zware metalen willen analyseren. De uitslag was zeer positief te noemen, de planten bevatten minder dan 10 procent van de hoeveelheid zware metalen ten opzichte van de normen die Europese Unie hanteert. Toch moet ook hier meer onderzoek naar worden gedaan, want ik kan op dit moment onmogelijk de gezondheid van mensen die deze planten eten garanderen. Wamelink is op dit moment druk bezig met meer analyses. Ook is er onderzoek gaande met betrekking tot in welke mate de planten bepaalde vitaminen bevatten. Het is belangrijk om de kolonisten op Mars gezond te houden. Dit zijn vragen die mij zelf ook zeer bezig houden.”

De KNAW Onderwijsprijs

De KNAW Onderwijsprijs is bestemd voor de twaalf beste vwo-profielwerkstukken van Nederland en werd vorige week voor de achtste keer uitgereikt. De winnaars ontvingen een studiebeurs (voor hun eerste collegejaar). Nieuwsgierig naar het complete profielwerkstuk van Wouter van As of die van de andere winnaars? Klik hier!

Plantenwetenschappen
En wellicht kan hij ze in de toekomst zelf beantwoorden. Van As slaagde afgelopen donderdag en heeft nu zijn VWO-diploma op zak. Tijd voor de volgende stap: plantenwetenschappen studeren aan de Universiteit van Wageningen. “Graag wil ik in de toekomst verder onderzoek verrichten naar planten. Het is gewoonweg een passie van me en planten zijn voor mensen onmisbaar. Tevens moet het wereldvoedselvraagstuk worden opgelost en krijgen we naar verwachting in de voedselvoorziening steeds meer problemen met klimaatsveranderingen. Het is nuttig om in dit vakgebied onderzoek te verrichten dat niet alleen inspirerend is voor jezelf, maar ook nog eens toepasbaar is op maatschappelijk gebied.” Ook het onderzoek van Wamelink blijft Van As natuurlijk op de voet volgen. “En ik hoop dat ik, als ik volgend jaar op de Universiteit van Wageningen plantenwetenschappen ga studeren, verder bij dit onderzoek betrokken wordt.”

En dan misschien, ooit echt naar Mars om daar te experimenteren? Van As moet er eerlijk gezegd niet aan denken. “Er zijn genoeg mensen die naar Mars willen, echter komen deze mensen naar verwachting nooit meer terug naar de aarde. Dit omdat het al vele miljarden euro’s kost om mensen naar Mars te brengen, het lijkt op dit moment gewoonweg onbetaalbaar om mensen terug naar de aarde brengen. De planeet Mars boeit me heel erg, maar toch ga ik er voorlopig toch liever niet heen. Er valt voorlopig genoeg onderzoek te doen vanaf de aarde.”