Зеленое будущее: как цианобактерии помогут человечеству выживать на Марсе
В настоящий момент Марс представляет собой огромную безжизненную пустыню, но эта картина однажды может измениться благодаря земным микроорганизмам.
Эксперименты показали, что цианобактерии (также известные как сине-зеленые водоросли) могут успешно расти в условиях марсианской атмосферы
Когда человечество наконец предпримет попытку колонизации Марса, ему потребуются стабильные системы жизнеобеспечения, разработка которых ведется уже в наши дни. Одно из наиболее перспективных решений заключается в системе на основе цианобактерий, создающих среду для комфортного обитания человека.
«Мы показали, что цианобактерии могут использовать газы, имеющиеся в марсианской атмосфере, при низком общем давлении, в качестве источника углерода и азота», — рассказал астробиолог Сиприен Версо из Бременского университета в Германии. «В этих условиях цианобактерии сохранили свою способность расти в воде, содержащей только марсианскую пыль, так что их можно было использовать для кормления других микробов. Это поможет сделать долгосрочные миссии на Марс более стабильными».
Здесь, на Земле, цианобактерии не всегда совместимы с другой жизнью. Их можно найти практически в каждой среде обитания на планете, и иногда они производят сильные токсины, которые могут убить другие организмы. Они известны как «сине-зеленые водоросли», и часто становятся причиной отравлений среди любителей сырой рыбы, в мясе которой со временем накапливается слишком много ядовитых веществ.
Но без этих крошечных созданий нас бы здесь не было. Ученые считают, что бум цианобактерий 2,4 миллиарда лет назад во многом стал причиной появления пригодной для дыхания атмосферы. Размножившись в невероятных количествах, цианобактерии накачали атмосферу кислородом, резко изменив всю планету.
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 (и просто в космосе), и как именно это осуществить.
В долгосрочной перспективе это принесет дополнительные выгоды. Атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа (на 95%) и азота (на 3%), которые захватываются цианобактериями и превращаются в органические соединения и питательные вещества соответственно.
Однако атмосферное давление на Марсе — это серьезная помеха. Это всего лишь 1% атмосферного давления Земли, чего слишком мало для присутствия воды в жидкой форме. А без нее цианобактерии не могут расти или извлекать достаточно азота. Давление можно нагнетать в искусственных условиях, но это очень сложно и затратно по ресурсам.
Поэтому Версо и его команда искали золотую середину. Они разработали биореактор под названием Atmos, который обладает атмосферным давлением на уровне около 10% от земного, но использует только то, что можно найти на Марсе, хоть и в обратных пропорциях: 96% азота и 4% углекислого газа. В биореактор также входит вода, которую можно получить на Марсе из растаявшего льда, и имитатор марсианского реголита — смесь минералов, созданных на Земле, но с использованием только тех веществ и минералов, что встречаются на Марсе. Схема биореактора «Атмос» C. Verseux/ZARM
Эксперименты показали, что цианобактерии (также известные как сине-зеленые водоросли) могут успешно расти в условиях марсианской атмосферы
Когда человечество наконец предпримет попытку колонизации Марса, ему потребуются стабильные системы жизнеобеспечения, разработка которых ведется уже в наши дни. Одно из наиболее перспективных решений заключается в системе на основе цианобактерий, создающих среду для комфортного обитания человека.
«Мы показали, что цианобактерии могут использовать газы, имеющиеся в марсианской атмосфере, при низком общем давлении, в качестве источника углерода и азота», — рассказал астробиолог Сиприен Версо из Бременского университета в Германии. «В этих условиях цианобактерии сохранили свою способность расти в воде, содержащей только марсианскую пыль, так что их можно было использовать для кормления других микробов. Это поможет сделать долгосрочные миссии на Марс более стабильными».
Здесь, на Земле, цианобактерии не всегда совместимы с другой жизнью. Их можно найти практически в каждой среде обитания на планете, и иногда они производят сильные токсины, которые могут убить другие организмы. Они известны как «сине-зеленые водоросли», и часто становятся причиной отравлений среди любителей сырой рыбы, в мясе которой со временем накапливается слишком много ядовитых веществ.
Но без этих крошечных созданий нас бы здесь не было. Ученые считают, что бум цианобактерий 2,4 миллиарда лет назад во многом стал причиной появления пригодной для дыхания атмосферы. Размножившись в невероятных количествах, цианобактерии накачали атмосферу кислородом, резко изменив всю планету.
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 (и просто в космосе), и как именно это осуществить.
В долгосрочной перспективе это принесет дополнительные выгоды. Атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа (на 95%) и азота (на 3%), которые захватываются цианобактериями и превращаются в органические соединения и питательные вещества соответственно.
Однако атмосферное давление на Марсе — это серьезная помеха. Это всего лишь 1% атмосферного давления Земли, чего слишком мало для присутствия воды в жидкой форме. А без нее цианобактерии не могут расти или извлекать достаточно азота. Давление можно нагнетать в искусственных условиях, но это очень сложно и затратно по ресурсам.
Поэтому Версо и его команда искали золотую середину. Они разработали биореактор под названием Atmos, который обладает атмосферным давлением на уровне около 10% от земного, но использует только то, что можно найти на Марсе, хоть и в обратных пропорциях: 96% азота и 4% углекислого газа. В биореактор также входит вода, которую можно получить на Марсе из растаявшего льда, и имитатор марсианского реголита — смесь минералов, созданных на Земле, но с использованием только тех веществ и минералов, что встречаются на Марсе. Схема биореактора «Атмос» C. Verseux/ZARM
Ещё новости по теме:
18:20