Біореактор для Марса. Знайдено бактерії, які можуть рости в умовах Червоної планети

16 лютого 2021, 12:11
Вы также можете прочесть этот материал на русском языке

Нові експерименти показали, що ціанобактерії, також відомі як синьо-зелені водорості, можуть успішно рости в марсіанських атмосферних умовах.

Звичайно, буде потрібно ще кілька інгредієнтів, але коли люди доберуться на Марс, вони зможуть створити системи життєзабезпечення на основі ціанобактерій для середовища проживання людини.

Відео дня

«Тут ми показуємо, що ціанобактерії можуть використовувати гази, доступні в марсіанській атмосфері, при низькому загальному тиску, як джерело вуглецю і азоту», — сказав астробіолог Сипрієн Версо з Бременського університету в Німеччині.

«У цих умовах ціанобактерії зберегли свою здатність рости в воді, що містить тільки марсіанський пил, і їх можна було використовувати для годування інших мікробів. Це може допомогти зробити довгострокові місії на Марс стійкими», — впевнені автори дослідження.

Всі види ціанобактерій виробляють кисень як побічний продукт фотосинтезу, і навіть сьогодні вони є його безцінним джерелом. Протягом декількох років учені міркували, чи можемо ми використовувати здатність ціанобактерій виробляти кисень, щоб жити на Марсі.

Це принесе додаткові вигоди. Атмосфера Марса складається в основному з вуглекислого газу (95 відсотків) і азоту (3 відсотки), які фіксуються ціанобактеріями, перетворюючи їх на органічні сполуки і поживні речовини відповідно.

Однак атмосферний тиск на Марсі - велика проблема. Загальний тиск там становить менше 1% від Земної - від 6 до 11 ГПа: це занадто мало для присутності рідкої води, в той час як парціальний тиск газоподібного азоту — від 0,2 до 0,3 ГПа — недостатньо для їх метаболізму. Але відтворення атмосфери, як на Землі, було б занадто дорогим: гази потрібно було б імпортувати. Тому дослідники шукали золоту середину: атмосферу, близьку до марсіанської, яка дозволяє ціанобактеріям добре рости.

Автори роботи розробили біореактор під назвою Atmos, який має атмосферний тиск близько 10 відсотків від земного, але використовує тільки те, що можна знайти на Марсі, хоча і в перевернутих пропорціях: 96 відсотків азоту і 4 відсотка вуглекислого газу.

У біореактор також входила вода, яку можна отримати на Марсі з розтанувшого льоду, якого в деяких місцях багато на поверхні, і імітатор марсіанського реголіту, суміш мінералів, створених тут, на Землі, з використанням тільки того, що можна знайти на Марсі.

Команда вибрала вид азотфіксуючих ціанобактерій, який, як показали попередні випробування, з найбільшою ймовірністю буде процвітати в цих умовах, Anabaena sp. PCC 7938, і протестував його в різних умовах.

Дослідники дійшли висновку, що азотфіксуючі ціанобактерії можна виростити на Марсі при низькому тиску в контрольованих умовах з використанням виключно місцевих інгредієнтів.

З ціанобактерій можна отримати цукор, амінокислоти та інші поживні речовини для годування інших культур, які потім можна використовувати для інших цілей, наприклад, для виробництва ліків.

Atmos був розроблений, щоб перевірити, чи можна вирощувати ціанобактерії при певних атмосферних умовах, а не для максимальної ефективності, а параметри біореактора будуть залежати від багатьох факторів в місії на Марс, включаючи корисне навантаження і архітектуру місії.

Однак тепер, коли концепція була доведена, команда може приступити до роботи з оптимізації біореакторної системи, яка може одного разу зберегти нам життя на Марсі.

Раніше НВ писав, що нове відкриття вчених з Тюбінгенського університету може повністю змінити пластмасову промисловість. У цьому їм допоможуть ціанобактерії, які природним чином виробляють пластик в якості побічного продукту фотосинтезу — і роблять це екологічно безпечним способом.

«Ціанобактерії в певному сенсі є прихованими чемпіонами нашої планети. На цьому наголошує величезний потенціал цих організмів», — розповідає доктор Моріц Кох з Тюбінгенського університету, автор дослідження, опублікованого в журналі Microbial Cell Factories.

Це великі бактерії, які отримують необхідну для життя енергію за допомогою фотосинтезу. В результаті цього вони виділяють полігідроксібутірат (ПОБ), природну форму пластика, який можна використовувати аналогічно до пластиковому поліпропілену. При цьому, він швидко розкладається в навколишньому середовищі і не містить забруднюючих речовин.

Оскільки ціанобактерії мають потребу в воді, вуглекислому газі і сонячному світлі, дослідники вважають, що вони є ідеальними кандидатами для екологічно безпечного і сталого виробництва пластику.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X