Ученые создали микроорганизм, способный помочь человечеству освоить Марс

Фото из открытых источников

Новый генетически модифицированный микроб может однажды помочь человечеству освоить Марс, предполагает некоммерческий биотехнологический стартап.

С 1960 года наша цивилизация осуществила почти 50 миссий на Марс, все они были роботизированными. Если все пойдет по плану, все они будут способствовать пилотируемым полетам на Красную планету, что остается приоритетной задачей как для национальных космических агентств, так и для частных компаний.

В идеале, экипажи, находящиеся на Марсе, не будут зависеть от бесконечных поставок с Земли, а смогут использовать любые ресурсы, которые им удастся найти на планете, для получения воздуха, пищи, воды, строительных материалов и многого другого. Возможно, самым радикальным результатом такого подхода является концепция терраформирования Марса — преобразования холодного, засушливого мира для поддержания жизни в том виде, в каком мы ее знаем.

Теперь исследователи из Pioneer Labs в Эмеривилле, штат Калифорния, разработали микроб, который, по их мнению, может стать полезным и безопасным первым шагом на пути к терраформированию Марса.

«На Марсе природа будет выполнять для нас те же задачи, что и на Земле — создавать плодородную почву, убежище, кислород и пищу», — заявила Эрика ДеБенедиктис, генеральный директор Pioneer Labs.

Ключевая проблема с идеей терраформирования Марса заключается в том, что поверхность Красной планеты по сути токсична. Хотя сырье, потенциально полезное для земной жизни, в изобилии встречается на Марсе, оно смешано в почве с токсинами, такими как перхлорат, а также солями, которые затруднят рост большинства организмов.

Ранее для выращивания растений на Марсе применялись такие стратегии, как вымывание ядов, доставка дополнительных удобрений с Земли или полный отказ от марсианской почвы и использование гидропоники. Однако компания Pioneer Labs утверждает, что эти подходы плохо масштабируются с точки зрения времени и затрат.

Организация разработала микроб, получивший название sPL.001, способный питаться искусственными, химически точными копиями марсианской почвы, воды и воздуха. Для этого ему достаточно удалить токсины или добавить удобрения. Более того, он может производить биопластик — класс материалов, используемых сегодня на Земле для самых разных целей, от компостируемых стаканчиков до филаментов для 3D-печати, — который может быть полезен для строительства жилых помещений на Красной планете.

«На Марсе в изобилии есть все необходимые для жизни ресурсы», — сказала ДеБенедиктис. «Жизнь может развиваться, используя исключительно питательные вещества из необработанного марсианского реголита. Это уникально и отличается от других мест, таких как Луна, где в реголите нет питательных веществ».

В новом исследовании ученые рассказали, как они взяли земные микробы, способные производить биопластик, и постепенно подвергали их все более и более марсианским условиям.

«Не было очевидно, что это сработает, — сказал ДеБенедиктис. — Когда мы впервые протестировали рост земных микробов в марсианских условиях, ни один из них не прижился! Нам пришлось продолжать и тестировать гораздо больше организмов, прежде чем мы поняли, что нам просто не повезло в первый раз».

В конечном итоге, у учёных выработалась устойчивость к токсинам, обычно встречающимся в марсианской почве.

«Было так здорово наблюдать, как эти микробы начали лучше расти на имитированных марсианских питательных веществах», — сказала ДеБенедиктис. «Жизнь всегда найдет выход!»

Для выживания новому микробу необходимо расти внутри перемешиваемого, нагреваемого биореактора, который защищает его от экстремальных температур, радиации и разреженной марсианской атмосферы. Он также должен получать обработанный воздух, который обеспечивает микроб ценным питательным веществом — азотом в форме ацетата, поскольку в обычном марсианском воздухе уровень азота слишком низок для выживания микробов. Кроме того, организм не фотосинтезирует, поэтому не может производить собственную пищу.

В другом исследовании ученые предположили, что эти ограничения гарантируют, что их микроб не сможет выжить, если когда-либо окажется за пределами Марса. Эти меры снижают риск заражения Красной планеты микробом в качестве инвазивного организма, особенно если на Марсе когда-нибудь возникнет собственная жизнь, которая может все еще существовать в подземных водоносных горизонтах или в древних кристаллах соли.

Сэмюэл Макки, специалист по восстановлению ДНК из Университета Рединга в Англии, счел правдоподобным предположение, что подобный микроб не мог случайно терраформировать Марс.

«Многие адаптированные или модифицированные микробы на Земле не выживают вне фиксированной среды, несмотря на свою эволюцию, или без определенного источника пищи», — сказал Макки, который не принимал участия в новом исследовании.

В третьем исследовании ученые подсчитали, что благодаря этому микробу планировщики миссии смогут уместить все необходимое для строительства города на Марсе на одной ракете.

«Самое большое ограничение нашей работы заключается в том, что смоделированный Марс — это не настоящий Марс», — сказала ДеБенедиктис. «Мы максимально точно воспроизвели химический состав марсианского реголита, используя высококачественные данные марсоходов из разных мест на Марсе. Но в конечном итоге настоящим испытанием станет работа с настоящим марсианским реголитом».

Подобные исследования могут найти применение не только на Марсе.

«Меня очень радует, как эти направления исследований могут повлиять на наше решение проблемы изменения климата на Земле или проблем, связанных с экстремальными условиями окружающей среды», — сказал Макки. «Благодаря генному редактированию микроорганизмы могут быть использованы для получения большей части необходимых нам материалов и удовлетворения наших потребностей».

«В целом, мы будем с нетерпением наблюдать, когда эти микробы наконец-то будут выпущены на поверхность Марса», — сказал Макки.