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.net/?IDE=211011

bytes: 4322 / 3838

Обсудить на форуме Бабра в Telegram

Поделиться в соцсетях:

Автор текста: Есения Линней, научный обозреватель.

На сайте опубликовано 84 текстов этого автора.

Другие статьи в рубрике "Наука и технологии"

В ТГУ создали технологию для космоса и авиапромышленности

Специалисты Факультета Инновационных Технологий ТГУ зарегистрировал патент на новый способ рентгеновской томографии. Он позволяет в онлайн-режиме исследовать даже самые большие объекты с сохранением высокого качества изображения.

Пепел

Наука и технологииТомск Россия

1199

20.04.2021

Немного запутались: изучали одно, а стрессует фитопланктон

«Учёные Лимнологического института СО РАН выявили стресс у байкальского фитопланктона в посёлке Листвянка» статьи с таким заголовком мелькали в иркутских СМИ в понедельник – 19 апреля 2021 года.

Миша Ковальски

Наука и технологииЭкологияБайкал Иркутск

3208

20.04.2021

Это свершилось: человеческие клетки вырастили в эмбрионе обезьяны

Первая человеческая химера появилась на нашей планете. Что это значит и для чего её сделали? Химер – это существо/тело/организм/живой объект с разнородным генетическим материалом, сосуществующим в одном организме.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

2353

18.04.2021

Беспохмельную водку случайно изобрели новосибирские ученые

Новосибирские науковеды Николай Баранов и Оксана Афанасьева во время эксперимента пришли не совсем к тому, чего ожидали. Изначально планировалось изучить, как лишайники могут помочь в борьбе с сахарным диабетом. Речь идет о ягеле, одном из видов лишайников, излюбленных оленями.

Есения Линней

Наука и технологииЗдоровьеРоссия

2530

15.04.2021

Бананы могут исчезнуть с лица земли

Банан – одна из самых популярных сельскохозяйственных культур в мире. Она занимает четвертое место по популярности, уступая только рису, кукурузе и пшенице. А для тропических стран банан является важнейшим продуктом не только для питания, но и для международной торговли.

Есения Линней

Наука и технологииЭкологияМир

6518

14.04.2021

Как игла сибирские народы спасла

В те времена, когда люди вели кочевой образ жизни, им приходилось постоянно адаптироваться к разным природным условиям. А условия в Сибири 20 тысяч лет назад были намного суровее, чем сейчас. Поэтому считается, что людям удалось освоить сибирские земли именно благодаря шитью.

Есения Линней

Наука и технологииГеоРоссия Забайкалье

1532

13.04.2021

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

2269

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

2134

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

1963

08.04.2021

Женские роботы по сравнению с мужскими оказались более человечными

Последние исследования показали, что к роботам в женском обличии люди относятся несколько иначе, чем к мужским аналогам. Женский искусственный интеллект (ИИ) по общим оценкам более эмоциональный и ласковый. Официальные данные представлены в журнале Psychology&Marketing.

Есения Линней

Наука и технологииМир

2025

07.04.2021

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

1755

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

5472

06.04.2021

Лица Сибири

Ледяева Наталия

Терещенко Николай

Глушков Александр

Егоров Вадим

Степанов Павел

Силивончик Александр

Булыгин Владимир

Полухин Сергей

Литвин Дмитрий

Акимов Василий