№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Как синезеленые водоросли помогут людям выжить на Марсе

Фото: Joris Wegner / ZARM

Иллюстрация фотобиореактора как части биологической системы жизнеобеспечения на Марсе

Они способны выживать в неблагоприятных условиях Красной планеты.

Международная исследовательская группа под руководством ученого из Центра прикладных космических технологий и микрогравитации в Бремене (ZARM) Сиприена Версо определила подвид цианобактерий (их ещё называют синезелеными водорослями), который, по-видимому, лучше всего подходит для использования в биологической системе жизнеобеспечения для колонизаторов Марса. 

На первый взгляд кажется, что в негостеприимной среде Красной планеты мало полезных ресурсов для системы жизнеобеспечения и производства продуктов питания. Но высокоуглеродистая (95%), азотсодержащая атмосфера и красный реголитовый грунт, богатый железом и множеством других металлов и минералов, подходят для таких биопроцессов – и ключом являются цианобактерии.

Питаясь марсианской пылью и атмосферой, а также обладая способностью к фотосинтезу, некоторые микроорганизмы этого типа могут производить кислород и образовывать биомассу, которая может служить различным целям, включая производство продуктов питания, объясняют исследователи.

«Когда люди отправятся на Марс, нам нужно будет обеспечить их большим количеством расходных материалов: продовольствием, водой, кислородом, а иногда и лекарствами», – Сиприен Версо.

Подход к разработке системы жизнеобеспечения на основе цианобактерий не нов для исследований в области освоения космоса, однако прогресс в этой области замедлился из-за отсутствия общей модельной бактерии, поскольку цианобактерии насчитывают тысячи видов.

Версо и его коллеги выбрали штамм азотфиксирующих цианобактерий под названием Anabaena sp. PCC 7938, потому что предварительные испытания показали, что он будет особенно хорошо использовать марсианские ресурсы, а также активно размножаться.

«Сначала мы предварительно отобрали несколько штаммов цианобактерий на основе уже имеющихся знаний. Затем мы искали информацию о геномной ДНК этих штаммов и, наконец, сравнили их с помощью серии экспериментов в лаборатории. Короче говоря, у нас было два набора критериев: первый относился к способности цианобактерий питаться ресурсами, доступными на Марсе, а второй касался их способности поддерживать рост других организмов, таких как съедобные растения и другие бактерии», – Сиприен Версо.

Кроме того, команда ученых использовала экстракты из биомассы цианобактерий для выращивания ряски – растения, которое является хорошим источником белка и обладает хороших потенциалом в качестве источника питания для людей.

«Наша работа и работа наших коллег в этой области принесли многообещающие доказательства концепции. Кажется, что цианобактерии действительно могут питаться марсианскими ресурсами, а затем сами помогут производить питательные ресурсы для людей. Теперь нам нужно понять, могут ли они быть достаточно эффективными, чтобы их можно было интегрировать в миссии на Марс, и разработать практические решения, включая оборудование и процессы», – говорит Версо.

Ученые также хотят лучше понять биологические механизмы, благодаря которым выбранный штамм Anabaena sp. PCC 7938 так ценен.

«Все только начинается, и объем оставшейся исследовательской работы даже пугает. К счастью, число команд, работающих над созданием систем жизнеобеспечения на основе цианобактерий, быстро растет», – заключает Версо.