Создан новый метод выращивания цианобактерий в марсианских условиях
Ученые создали новую биотехнологию, с помощью которой можно выращиванить цианобактерии на Марсе.
Компания NASA в сотрудничестве с другими ведущими космическими агентствами планирует отправить первую миссию с людьми на Марс в начале 2030-х годов.
Астронавтам на Марсе понадобятся кислород, вода, пища и другие расходные материалы, их нужно научиться хранить или добывать на Марсе, так как импортировать их с Земли будет очень затратно.
Для этого ученые впервые разработали биотехнологию, с помощью которой цианобактерии Anabaena можно выращивать только с использованием марсианских газов, воды и других питательных веществ, а также при низком давлении. Это значительно облегчает разработку устойчивых биологических систем жизнеобеспечения.
Мы показали, что цианобактерии могут использовать газы, имеющиеся в марсианской атмосфере в качестве источника углерода и азота. Также в марсианских условиях цианобактерии сохраняли свою способность расти в воде, которая содержала только марсианскую пыль. Новое открытие может помочь сделать долгосрочные полеты на Марс еще более доступным мероприятием.
Сиприен Версе, астробиолог, возглавляющий Лабораторию прикладной космической микробиологии в Центре прикладных космических технологий и микрогравитации (ZARM) Бременского университета в Германии
Цианобактерии уже давно рассматриваются в качестве кандидатов для обеспечения биологической жизнедеятельности в космических полетах. Все виды бактерий производят кислород с помощью фотосинтеза, а цианобактерии могут фиксировать атмосферный азот в питательные вещества.
Однако трудность заключается в том, что они не могут расти непосредственно в марсианской атмосфере, где общее давление 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 - это 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.
Так ученые разработали биореактор под названием Atmos, в котором цианобактерии могут размножаться и жить в искусственных атмосферах при низком давлении. Atmos имеет девять сосудов объемом 1 л из стекла и стали, каждый из которых стерилен, может нагреваться и изменять давление по необходимости.
Авторы выбрали штамм азотфиксирующих цианобактерий Anabaena sp. PCC 7938, потому что предварительные испытания показали, что он будет особенно хорошо использовать марсианские ресурсы, а также активно размножаться.
Исследователи пришли к выводу, что азотфиксирующие, продуцирующие кислород цианобактерии можно вырастить на Марсе при низком давлении в контролируемых условиях с использованием исключительно местных ингредиентов.