Биореактор для Марса. Найдены бактерии, которые могут расти в условиях Красной планеты

16 февраля 2021, 12:11
Цей матеріал також доступний українською

Новые эксперименты показали, что цианобактерии, также известные как сине-зеленые водоросли, могут успешно расти в марсианских атмосферных условиях.

Конечно, потребуется еще несколько ингредиентов, но когда люди доберутся на Марс, они смогут создать системы жизнеобеспечения на основе цианобактерий для среды обитания человека.

Видео дня

«Здесь мы показываем, что цианобактерии могут использовать газы, доступные в марсианской атмосфере, при низком общем давлении, в качестве источника углерода и азота», — сказал астробиолог Сиприен Версо из Бременского университета в Германии.

«В этих условиях цианобактерии сохранили свою способность расти в воде, содержащей только марсианскую пыль, и их можно было использовать для кормления других микробов. Это может помочь сделать долгосрочные миссии на Марс устойчивыми», — уверены авторы исследования.

Все виды цианобактерий производят кислород в качестве побочного продукта фотосинтеза, и даже сегодня они являются его бесценным источником. В течение нескольких лет ученые размышляли, можем ли мы использовать способность цианобактерий производить кислород, чтобы жить на Марсе.

Это принесет дополнительные выгоды. Атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа (95 процентов) и азота (3 процента), которые фиксируются цианобактериями, превращая их в органические соединения и питательные вещества соответственно.

Однако атмосферное давление на Марсе — большая проблема. Общее давление там составляет менее 1% от Земного — от 6 до 11 ГПа: это слишком мало для присутствия жидкой воды, в то время как парциальное давление газообразного азота — от 0,2 до 0,3 ГПа — недостаточно для их метаболизма. Но воссоздание атмосферы, как на Земле, было бы слишком дорого: газы нужно было бы импортировать. Поэтому исследователи искали золотую середину: атмосферу, близкую к марсианской, которая позволяет цианобактериям хорошо расти.

Авторы работы разработали биореактор под названием Atmos, который имеет атмосферное давление около 10 процентов от земного, но использует только то, что можно найти на Марсе, хотя и в перевернутых пропорциях: 96 процентов азота и 4 процента углекислого газа.

В биореактор также входила вода, которую можно получить на Марсе из таявшего льда, которого в некоторых местах много на поверхности, и имитатор марсианского реголита, смесь минералов, созданных здесь, на Земле, с использованием только того, что можно найти на Марсе.

Команда выбрала вид азотфиксирующих цианобактерий, который, как показали предварительные испытания, с наибольшей вероятностью будет процветать в этих условиях, Anabaena sp. PCC 7938, и протестировал его в различных условиях.

Исследователи пришли к выводу, что азотфиксирующие, продуцирующие кислород цианобактерии можно вырастить на Марсе при низком давлении в контролируемых условиях с использованием исключительно местных ингредиентов.

Из цианобактерий можно получить сахар, аминокислоты и другие питательные вещества для кормления других культур, которые затем можно использовать для других целей, например, для производства лекарств.

Atmos был разработан, чтобы проверить, можно ли выращивать цианобактерии при определенных атмосферных условиях, а не для максимальной эффективности, а параметры биореактора будут зависеть от многих факторов в миссии на Марс, включая полезную нагрузку и архитектуру миссии.

Однако теперь, когда концепция была доказана, команда может приступить к работе по оптимизации биореакторной системы, которая может однажды сохранить нам жизнь на Марсе.

Ранее НВ писал, что новое открытие ученых из Тюбингенского университета может полностью изменить пластмассовую промышленность. В этом им помогут цианобактерии, которые естественным образом производят пластик в качестве побочного продукта фотосинтеза — и делают это экологически безопасным способом.

«Цианобактерии в определенном смысле являются скрытыми чемпионами нашей планеты. Это подчеркивает огромный потенциал этих организмов», — рассказывает доктор Мориц Кох из Тюбингенского университета, автор исследования, опубликованного в журнале Microbial Cell Factories.

Это крупные бактерии, которые получают необходимую для жизни энергию при помощи фотосинтеза. В результате этого они выделяют полигидроксибутират (ПОБ), естественную форму пластика, который можно использовать аналогично пластиковому полипропилену. При этом, он быстро разлагается в окружающей среде и не содержит загрязняющих веществ.

Поскольку цианобактерии нуждаются только в воде, углекислом газе и солнечном свете, исследователи считают, что они являются идеальными кандидатами для экологически безопасного и устойчивого производства пластика.

poster
Подписаться на ежедневную email-рассылку
материалов раздела Техно
Рассылка о том как технологии изменяют мир
Каждый понедельник

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X