Введение
Научные исследования о возможностях жизни на других планетах становятся все более актуальными, особенно в свете недавних открытий на Марсе. Одним из самых интригующих аспектов является изучение бактерий, способных взаимодействовать с марсианской почвой и создавать из нее кирпичи для будущих колоний. В этой статье мы рассмотрим, как бактерии, найденные на Земле, реагируют на токсичные вещества в марсианской почве и как это может повлиять на строительство на других планетах.
Бактерии и марсианская почва
Бактерии, которые процветают на Земле, могут столкнуться с серьезными трудностями в марсианских условиях. Одним из главных препятствий является перхлорат — токсичное химическое соединение, содержащее хлор, обнаруженное в марсианской почве в ходе различных космических миссий. Исследователи из Индийского института науки (IISc) провели исследования, чтобы выяснить, как бактерии, способные формировать кирпичи из марсианской почвы, реагируют на это вещество.
Процесс биоцементации
В предыдущих исследованиях ученые использовали почвенные бактерии Sporosarcina pasteurii для создания «космических кирпичей» из лунной или марсианской почвы, которые могут быть использованы для строительства внеземных обителей. Когда эта бактерия добавляется в синтетическую марсианскую или лунную почву вместе с мочевиной и кальцием, она производит кристаллы карбоната кальция, которые связывают частицы почвы вместе в процессе, называемом биоцементацией. Также необходим натуральный клей гуаровая камедь, порошковый полимер, извлекаемый из бобов гуара.
Новая стойкая штамм
В текущем исследовании ученые использовали более устойчивый местный штамм бактерии, найденный в почвах Бангалора. После подтверждения его способности образовывать осадки, исследователи решили выяснить, может ли этот штамм выжить в присутствии перхлората, который может встречаться в марсианской почве в концентрациях до 1%. В сотрудничестве с профессором Пуньяслоком Бхадури из Индийского института науки образования и исследований (IISER) в Калькутте команда обнаружила, что клетки бактерий испытывают стресс при наличии этого вещества — они растут медленнее, становятся более круглыми и начинают объединяться в многоклеточные структуры.
Неожиданные результаты
Стрессированные клетки также выделяют больше белков и молекул в форме внеклеточного матрикса (ECM) в окружающую среду. С помощью электронного микроскопа исследователи обнаружили, что образуется больше осадков, похожих на хлорид кальция, и что ECM формирует маленькие «микромосты» между клетками бактерий и осадками.
Перхлорат как неожиданный помощник
Синтетическая марсианская почва обычно не содержит перхлората, так как он является горючим веществом, но для проверки его воздействия на биоцементацию исследователи осторожно добавили химическое соединение в почвенный симулянт в лаборатории. К их удивлению, они обнаружили, что наличие перхлората делает бактерии более эффективными в связывании почвы, но только если также присутствуют гуаровая камедь — необходимая для выживания бактерий — и катализатор хлорид никеля. «Когда мы изучаем влияние перхлората на бактерии в изоляции, это стрессовый фактор,» говорит Свати Дубей, аспирант Университета Флориды и первый автор исследования. «Но в кирпичах, с правильными ингредиентами в смеси, перхлорат помогает».
Будущее строительства на Марсе
Команда намерена использовать этот метод как альтернативную устойчивую стратегию строительства, чтобы снизить зависимость от углеродоемких процессов, основанных на цементе, как на Земле, так и на Марсе. Такие технологии также могут помочь сделать будущие марсианские миссии более удачными, способствуя строительству лучших дорог, площадок для запуска и мест посадки для роверов. Неравномерный рельеф поверхности Луны, например, стал причиной переворота некоторых посадочных аппаратов.
Заключение
Исследования, проведенные учеными, открывают новые горизонты в использовании биоцементации для создания долговечных структур на других планетах. Понимание того, как микроорганизмы могут адаптироваться к экстремальным условиям, поможет в разработке технологий для будущих космических миссий. Важно продолжать исследовать и развивать эти методы, чтобы сделать возможным не только исследование, но и обустройство внеземных колоний.
