Len niekoľko dní pred pristátím roveru Perseverance na Marse, o ktorom sme ťa informovali aj my prostredníctvom článku so živým komentárom, uverejnili astrobiológovia z Nemecka zaujímavú štúdiu, v ktorej odhaľujú, ako vyrábať kyslík na Marse. O téme informoval portál ScienceAlert.

Systémy podpory života potrebné pre kolonizáciu Marsu

Hoci je Mars v súčasnosti opisovaný ako suchá, prašná a nehostinná planéta, existuje niekoľko projektov zaoberajúcich sa jeho kolonizáciou. Medzi najväčších popularizátorov myšlienky kolonizácie červenej planéty nepochybne patrí Elon Musk. Ten je dokonca presvedčený o tom, že SpaceX dokáže aj s ľudskou posádkou pristáť na Marse do roku 2026, no nevylučuje ani skorší dátum.

A - bioreaktor Atmos, B - nádoba, v ktorej rastu sinice, C - schéma bioreaktoru. C. Verseux/ZARM

Ako píše web InnovationOrignis, samotná cesta na Mars trvá súčasným kozmickým lodiam približne 9 mesiacov. Dodávať preto materiály potrebné pre život budúcich kolonistov zo Zeme by bolo veľmi nepraktické, ale i potencionálne nebezpečné.

Z týchto dôvodov sa ako najlepšie riešenie javia biologické systémy, alebo bioregeneratívne systémy na podporu života, ktoré by priamo využívali podmienky červenej planéty. Podľa novej štúdie publikovanej v žurnále Frontiers in Microbiology by sinice mohli tvoriť základ týchto systémov.

Sinice alebo cyanobaktérie sú jednobunkové či vláknité modrozelené baktérie schopné prostredníctvom fotosyntézy produkovať kyslík. Na Zemi sa cyanobaktérie vyskytujú najmä vo vodnom prostredí, ale ich výskyt je možné zaznamenať aj v extrémnych prostrediach akými sú púšte či polárne oblasti.

Napriek tomu, že množstvo siníc produkuje nebezpečné toxíny, život na Zemi ako ho poznáme by zrejme bez ich prítomnosti nikdy nevznikol. Vedci sa totiž domnievajú, že rozmach siníc pred 2,4 miliardami rokov bol jedným z hlavných dôvodov, prečo má Zem dýchateľnú atmosféru.

Nielenže sinice produkujú kyslík, ale tiež premieňajú plyny ako dusík a oxid uhličitý na potrebné živiny. Iste vieš, že ako dusík (3 %) , tak aj oxid uhličitý (95 %) majú svoje hojné zastúpenie aj v atmosfére Marsu a nie je preto ani žiadnym prekvapením, že už dlhšiu dobu sa vedci z celého sveta domnievajú, že práve sinice by mohli tvoriť základ systémov podpory života.

Tento plán má však jeden háčik. Atmosférický tlak na Marse je totiž príliš slabý, aby sa na jeho povrchu mohla nachádzať voda v kvapalnom skupenstve, a teda aj príliš slabý na to, aby sinice dokázali rásť. Tie totiž rastú nielen absorpciou dusíka a uhlíka zo vzduchu, ale tiež odstraňovaním živín z vody.

ZARM/University of Bremen

Rast baktérií na Marse aj bez zásahu zo Zeme

Nemeckí vedci však vo svojej štúdii prišli s prelomovým riešením, ktorým je bioreaktor s názvom Atmos (Atmosphere Tester for Mars-bound Organic Systems). Atmos je fotobioreaktor určený na skúmanie atmosférických podmienok vhodných pre rast siníc rodu Anabaena – rod vláknitých siníc vyskytujúcich sa vo vode ako súčasť planktónu.

Ako píše web IFLScience, samotné bioreaktory napodobňujúce podmienky našej planéty nie sú žiadnou novinkou. V prípade použitia bioreaktrov na Marse by však vzhľadom na rozdielnosť zloženia atmosféry bolo potrebné dovážať plyny zo Zeme.

Zobraziť celú galériu (4)

freepik

Autori štúdie sa preto zamerali na to, či je možné sinice pestovať v marťanských podmienkach iba za pomoci prvkov a materiálov dostupných na Marse. Vyvinuli preto bioreaktor Atmos, ktorý im umožnil zistiť, že sinice dokážu veľmi dobre rásť v atmosfére zloženej z 96 % dusíka  a 4 % oxidu uhličitého, pri tlaku 100 hPa, čo je asi desatina atmosférického tlaku Zeme.

Pri svojich experimentoch využívali vedci v bioreaktore na rast siníc aj vodu, ktorý by sme podľa ich slov mohli získavať z ľadu pokrývajúci časť červenej planéty.

Nádoba bioreaktoru so sinicami. ZARM/University of Bremen

Samotný bioreaktor pozostáva z deviatich nádob, v ktorých boli sinice pestované v rôznych podmienkach. Niektoré nádoby využívali pre rast siníc kultivačné médium, iné zase napodobeninu marťanského regolitu. Rozdielny bol taktiež tlak v jednotlivých komorách.

Experimenty so simulovaným marťanským prostredím pomohli zistiť, že sinice lepšie rastú na kultivačnom médiu, ale aj samotný rast siníc na regolite sa považuje za obrovský úspech. Okrem toho sa zistilo, že sinice pestované v marťanských podmienkach môžu byť ďalej použité ako substrát na množenie baktérií E. Coli, ktoré zasa možno použiť na výrobu niektorých liekov.

Výsledky konkrétne ukázali, že E. Coli sa dajú pestovať na sušených siniciach Anabaena. To priamo  naznačuje, že tento druh by sa mohol okrem iného použiť na podporu rastu bakteriálnych kultúr na Marse.

Zaujímavým zistením je aj to, že po 28 dňoch vyprodukovali vzorky pestované na regolite v podmienkach podobných Marsu asi o polovicu menej chlorofylu ako vzorky kultivované v rovnakých podmienkach na bežnej pôde.

Na záver vedci upozorňujú, že bioreaktor Atmos ešte stále nie je to „pravé orechové“ a tento kultivačný nástroj by rozhodne na Marse nepoužili. Domnievajú sa však, že ich výsledky dokážu pomôcť pri výrobe kultivačného systému, ktorý na Marse nájde svoje uplatnenie.