Поиск
x
Спецпроект «Россия без мусора»
Космос

Водоросли могут помочь человеку выжить на Марсе

National Geographic Россия
16 февраля 2021
_-.jpg
Доказано, что у цианобактерий есть шанс выжить в марсианских условиях.

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

Цианобактерии можно найти почти в любой среде обитания на планете. Зачастую они производят сильные токсины, которые могут послужить причиной гибели других организмов, но без цианобактерий не было бы и человека. Ученые считают, что бум цианобактерий 2,4 миллиарда лет назад во многом стал причиной появления атмосферы, пригодной для дыхания. Сине-зеленые водоросли 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. Поэтому в течение нескольких лет ученые размышляли, можем ли мы использовать способность цианобактерий производить кислород, чтобы выжить на Марсе, и как это сделать.

Атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа (95%) и азота (3%), которые улавливаются цианобактериями, превращая их в органические соединения и питательные вещества соответственно.

Однако серьезным препятствием является атмосферное давление на Марсе, которое составляет только 1 процент от земного. В таких условиях не может существовать жидкая вода, а следовательно, в ней не могут расти цианобактерии.

В поисках решения этой проблемы астробиолог Сиприен Версо из Университета в Бремене и его коллеги разработали биореактор под названием Atmos. Он воспроизводит атмосферное давление около 10% от земного, но использует лишь соединения, которые можно найти на Марсе — впрочем, в обратных пропорциях: 96 процентов азота и 4 процента углекислого газа.

В биореактор также входила вода, которую можно получить из льда, покрывающего значительную часть поверхности Красной планеты, и имитатор марсианского реголита — смесь минералов, созданных здесь, на Земле, с использованием только того, что можно найти на Марсе.

_--.jpg
Cyprien Verseux Устройство биореактора Atmos

Команда выбрала вид азотфиксирующих цианобактерий, который, как показали предварительные испытания, с наибольшей вероятностью будет процветать в этих условиях — Аnabaena spiroides.

Исследователи протестировали цианобактерии в различных условиях. В одних камерах использовалась питательная среда для выращивания цианобактерий, в других — моделированный марсианский реголит. Некоторые подверглись атмосферному давлению Земли, а другие столкнулись с пониженным давлением. 

Ученые обнаружили, что их Анабаена не только росла, но и делала это энергично, даже в условиях с пониженным давлением. Исследователи указывают, что тот факт, что цианобактерии вообще росли на реголите, представляет собой огромный успех, указывая на то, что рост сине-зеленых бактерий на Марсе не должен зависеть от импортных ингредиентов с Земли.

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

Ученые продолжили эксперименты. Они высушили цианобактерии и использовали их для выращивания кишечной палочки. Выяснилось, что из сине-зеленых водорослей можно получить сахар, аминокислоты и другие питательные вещества для кормления микробов, которые в перспективе можно использовать для производства лекарств.

«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», — отмечает Версо.

Исследователи признают, что Atmos был разработан, чтобы проверить, можно ли выращивать цианобактерии при определенных атмосферных условиях, а не для максимальной эффективности выращивания сине-зеленых водорослей. Возможно, Анабаена, даже не лучшая цианобактерия для этой работы.

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

«Наш биореактор — это не та система культивирования, которую мы использовали бы на Марсе: он предназначен для тестирования на Земле условий, которые мы создадим там. Но наши результаты помогут направить дизайн марсианской системы культивирования… Мы хотим перейти от этой экспериментальной концепции к системе, которая может быть эффективно использована на Марсе», — заключает Версо.

Узнайте, как на Марсе впервые обнаружили галогенный газ.

рекомендации
Большая дикая кошка

Спецрубрика к Дню кошек: дикие кошачьи, о которых вы не слышали

Ноутбук, компьютер

ASUS ZenBook Duo 14 в руках художницы. Рассказывает Антония Лев

Информация

5 проверенных способов предотвратить заболевание простудой