Выращивание культур на Марсе: как цианобактерии прокормят астронавтов в космосе

Немецкие ученые доказали, что цианобактерии могут интенсивно размножаться, используя газ марсианской атмосферы при низком общем давлении и употребляя в качестве источника питания углерод и азот. Исследование поможет в ближайшее время начать культивацию организмов в условиях безжизненной планеты.

Фото с telegra.ph

Цианобактерии – это одноклеточные организмы, которые распространены по всему миру и могут жить практически в любых условиях. Известно, что в большом количестве сине-зеленые водоросли выделяют токсины, пагубно влияющие на водные организмы, но без них жизнь на Земле была бы невозможной. Именно благодаря расселению цианобактерий на нашей планете и их фотосинтезу накопился необходимый для жизни уровень кислорода.

Теперь, после новых исследований ученых Бременского университета (Германия), появились все шансы культивирования этих растений и на Красной планете. В чем же заключается важность данного процесса?

Фото с biomolecula.ru

Дело в том, что в ближайшее десятилетие космические агентства нацелены на частые выезды на Марс. И чтобы обеспечить рабочую команду астронавтов нужными ресурсами в достаточных объемах, большую их часть необходимо производить на месте пребывания. Поэтому ученые вплотную начали заниматься разведением цианобактерий в условиях безжизненной планеты, чтобы создать «почву» для выращивания других продуктов.

В эксперименте в качестве субстрата для выращивания была выбрана культура Anabaena sp., а Escherichia coli (кишечная палочка) была вторичным потребителем. В фотобиореакторе ученые организовали среду с 96% азота, газовой смесью 4% углекислого газа, атмосферным давлением в 100 Гектопаскаль и реголитом (смесь земных минералов, по составу схожих с марсианскими). Туда же поставлялась вода, которую можно добыть на Марсе из ледников.

На изображении ниже представлен Atmos – фотобиореактор низкого давления, который разработали и использовали в данном исследовании. С английского название оборудования переводится как «Тестер атмосферы для органических систем, связанных с Марсом».

Общий вид установки Atmos. C – схема. A – нижняя левая часть C. B – внутренняя часть одного из девяти отсеков сосуда C.

Фото с frontiersin.org

Азот и углекислый газ – все, что можно найти на Марсе, правда в противоположных пропорциях, нежели в эксперименте ученых (95% углекислого газа и 3% азота). Атмосферное давление здесь тоже разнится, так как на Марсе оно составляет 1% от земного, а в реакторе было целых 10%. Несмотря на такую разницу условий, методика все же считается результативной.

Сам эксперимент включал два разветвления. В одних камерах биореактора осуществлялся рост цианобактерий на питательной среде, в других – на имитаторе марсианской пыли (реголите). В ходе работы в биореакторе менялись показатели давления и температуры.

В результате оба метода показали свою эффективность. Рост Anabaena sp. в искусственно созданных условиях оказался быстрым, как и рост вторичных потребителей E. coli. В питательной среде бактерии росли интенсивнее. Однако факт того, что они начали размножаться на обычном минерале, является удивительным.

«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». – объясняет астробиолог Сиприен Версо из Бременского университета в Германии.

Хоть исследование ученых и открыло новые возможности роста цианобактерий, в их эксперименте есть множество неточностей, которые необходимо будет доработать. Для дальнейших работ будут рассмотрены другие виды цианобактерий и минералов, изменены параметры среды и многое другое. Все силы будут направлены на оптимизацию биореактора до тех пор, пока не будет выработано высокоэффективное выращивание продуктов на Марсе.

URL: http://babr24.com/?IDE=211011

bytes: 4322 / 3838

Обсудить на форуме Бабра в Telegram

Поделиться в соцсетях:

Автор текста: Есения Линней, научный обозреватель.

На сайте опубликовано 78 текстов этого автора.

Другие статьи в рубрике "Наука и технологии"

В конце 2021 года мамонты снова начнут жить с нами?

«Спячка» длиною в миллионы лет может закончиться для мамонтов в скором времени. С таким заявлением выступил палеобиологический институт Якутского научного центра. Если опираться на раскопки, то с момента вымирания мамонта прошло не так много времени.

Есения Линней

Наука и технологииГеоРоссия

1787

09.04.2021

Недетские страсти: морские звезды съедают членов своей семьи

Детеныши морских звезд не такие милые, какими кажутся на первый взгляд. Ради выживания крошечные каннибалы питаются своими братьями и сестрами. Пока ученые пытались выяснить, как морские звезды противостоят хищным крабам, они натолкнулись на неожиданное поведение животных.

Есения Линней

Наука и технологииБратья меньшиеМир

1625

08.04.2021

Капля солнца нас спасёт: американские учёные предложили делать лекарства из янтаря

Янтарь – это окаменевшая ископаемая смола. Это уникальный материал, который очень любят и ценят палеонтологи. Организмы, попавшие в янтарь, сохраняются в идеальнейшем состоянии. Благодаря янтарю до наших дней «долетело» множество образцов и даже целых организмов.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

1546

08.04.2021

Якутские коровы оказались африканскими мутантами

В геноме якутских коров есть много особенностей, присущих породам из Африки и Азии. Это выяснили новосибирские учёные из Института Цитологии и Генетики Сибирского отделения (ИЦиГ СО) РАН вместе с коллегами из Лондонского университета и других научных центров.

Миша Ковальски

Наука и технологииРоссия

1426

07.04.2021

Час обеда и тонны мусора: сколько выбрасывается упаковок от фастфуда

Рестораны быстрого питания прославлены не только вредной для здоровья пищей. Колоссальный объем отходов от фастфуда выбрасывается ежесекундно. Оценить масштабность экологического загрязнения решились специалисты французской потребительской организации Que Choisir .

Есения Линней

Наука и технологииЭкологияМир

4757

06.04.2021

В здоровом теле – здоровый дух. Как улучшить память и продлить жизнь

Ученые посвятили немало лет, чтобы исследовать взаимосвязь между физической нагрузкой и активностью головного мозга. Правда ли, что тренировки влияют на память, и как ее улучшить?

Есения Линней

Наука и технологииЗдоровьеМир

2219

05.04.2021

В Питере выпустили NFT-токены, которые оцифровывают картины робота-художника

Робот-художник сможет зарабатывать себе на краски и кисти. В петербургском университете ИТМО ученые выпустили NFT-токены на картины робота-художника по имени Gaka-Chu. NFT расшифровывается как Non-fungible token, то есть невзаимозаменяемый токен.

Анна Амгейзер

Наука и технологииКультураИнтернет и ИТМир Россия Иркутск

4803

31.03.2021

Главное о клещах: интервью с руководителем иркутского противоклещевого центра

Продолжаем тему клещевых инфекций. Напомним, что ранее мы уже подробно писали о профилактике клещевого энцефалита и о пике активности этих опасных членистоногих.

Есения Линней

Наука и технологииЗдоровьеРоссия Иркутск Байкал

2392

30.03.2021

Американские учёные доказали, что молодёжь любит пожёстче

Шлепки, покусывания, царапины. Специалисты Индианского Университета в США уверяют, что современная молодёжь всё больше склоняется к более грубому сексу, нежели к романтическому. Результаты соответствующего исследования опубликованы в научном журнале Archives of Sexual Behavior .

Миша Ковальски

Наука и технологииЗдоровьеМир

2659

28.03.2021

Вибратор установили сейсмологи на льду Байкала

Совсем недавно жители Иркутской области и Бурятии бурно обсуждали серию землетрясений. Несмотря на усилия сейсмологов, спрогнозировать, когда именно землетрясения произойдут, невозможно.

Есения Линней

Наука и технологииГеоРоссия Иркутск Байкал

2469

26.03.2021

Деревья в тундре и горах: мир перевернется от изменения климата

Глобальное потепление увеличивает концентрацию углекислого газа в атмосфере, из-за чего ускоряется рост деревьев. В связи с этим ученые предполагают, что низкие температуры перестанут ограничивать рост деревьев в северных широтах.

Есения Линней

Наука и технологииЭкологияРоссия Красноярск

6009

25.03.2021

Байкальские рачки любят похолоднее. Или чем Байкалу грозит потепление

Иркутские молодые учёные вновь засветились на страницах ведущего международного научного журнала «Science Report». Они опубликовали результаты исследования о байкальских рачках и потеплении байкальской воды.

Миша Ковальски

Наука и технологииЭкологияИркутск Байкал

5104

25.03.2021

Лица Сибири

Мироненко Елена

Бриль Николай

Колотовкина Светлана

Давыдов Алексей

Ворончихина Варвара

Воронцова (Брускова) Наталья

Кез Элеонора

Степанова Инна

Голованов Александр

Шутенков Игорь