Pregătirile sunt deja în curs de desfășurare pentru misiunile care vor duce oamenii pe Marte peste un deceniu. Dar ce vor mânca oamenii dacă aceste misiuni vor duce, în cele din urmă, la colonizarea permanentă a planetei roșii?
După ce (dacă) oamenii vor ajunge pe Marte, o provocare majoră pentru orice colonie va fi să genereze o sursă stabilă de hrană. Costurile enorme ale lansării și reaprovizionării resurselor de pe Pământ vor face acest lucru nepractic.
Oamenii de pe Marte vor trebui să se îndepărteze de dependența totală de încărcăturile transportate și să atingă un nivel ridicat de agricultură autosuficientă și durabilă.
Citește mai mult: Descoperit: un uriaș lac cu apă lichidă sub polul sudic al planetei Marte
Recenta descoperire a apei lichide pe Marte – care adaugă noi informații la întrebarea dacă vom găsi viață pe planetă – ridică posibilitatea de a folosi astfel de rezerve pentru a ajuta la cultivarea hranei.
Dar apa este doar unul dintre multele lucruri de care vom avea nevoie dacă vrem să creștem suficientă hrană pe Marte.
Ce fel de hrană?
Lucrări anterioare au sugerat utilizarea microbilor ca sursă de hrană pe Marte. Utilizarea serelor hidroponice și a sistemelor de mediu controlat, similare cu cel testat la bordul Stației Spațiale Internaționale pentru a crește culturi, este o altă opțiune.
În această lună, în revista Genes, oferim o nouă perspectivă bazată pe utilizarea biologiei sintetice avansate pentru a îmbunătăți performanța potențială a vieții vegetale pe Marte.
Biologia sintetică este un domeniu în creștere rapidă. Aceasta combină principii din inginerie, știința ADN-ului și informatică (printre multe alte discipline) pentru a conferi funcții noi și îmbunătățite organismelor vii.
Nu numai că putem citi ADN-ul, dar putem, de asemenea, să proiectăm sisteme biologice, să le testăm și chiar să proiectăm organisme întregi. Drojdia este doar un exemplu de microb industrial al cărui genom întreg este în prezent reproiectat de un consorțiu internațional.
Tehnologia a progresat atât de mult încât ingineria genetică de precizie și automatizarea pot fi acum îmbinate în instalații robotizate automatizate, cunoscute sub numele de biofonduri.
Aceste biofonduri pot testa milioane de modele de ADN în paralel pentru a găsi organismele cu calitățile pe care le căutăm.
Marte: Seamănă cu Pământul, dar nu este Pământul
Deși Marte este cea mai asemănătoare cu Pământul dintre planetele noastre vecine, Marte și Pământul diferă în multe feluri.
Citește mai departe: Dragă jurnalule: Soarele nu a apus niciodată în simularea arctică a lui Marte
Gravitația pe Marte este de aproximativ o treime din cea de pe Pământ. Marte primește aproximativ jumătate din lumina solară pe care o primim pe Pământ, dar niveluri mult mai ridicate de raze ultraviolete (UV) și raze cosmice dăunătoare. Temperatura la suprafața lui Marte este de aproximativ -60 ℃ și are o atmosferă subțire formată în principal din dioxid de carbon.
În comparație cu solul Pământului, care este umed și bogat în nutrienți și microorganisme care susțin creșterea plantelor, Marte este acoperit cu regolit. Acesta este un material arid care conține substanțe chimice perclorate care sunt toxice pentru oameni.
De asemenea – în ciuda celei mai recente descoperiri de lacuri subterane – apa de pe Marte există în cea mai mare parte sub formă de gheață, iar presiunea atmosferică scăzută a planetei face ca apa lichidă să fiarbă la aproximativ 5℃.
Plantele de pe Pământ au evoluat timp de sute de milioane de ani și sunt adaptate la condițiile terestre, dar nu vor crește bine pe Marte.
Aceasta înseamnă că resurse substanțiale care ar fi rare și neprețuite pentru oamenii de pe Marte, cum ar fi apa lichidă și energia, ar trebui să fie alocate pentru a realiza o agricultură eficientă prin crearea artificială a condițiilor optime de creștere a plantelor.
Adaptarea plantelor la Marte
O alternativă mai rațională este folosirea biologiei sintetice pentru a dezvolta culturi specifice pentru Marte. Această provocare formidabilă poate fi abordată și accelerată prin construirea unei biofuzii marțiene axate pe plante.
O astfel de instalație automatizată ar fi capabilă să accelereze ingineria modelelor biologice și testarea performanțelor lor în condiții marțiene simulate.
Cu o finanțare adecvată și o colaborare internațională activă, o astfel de instalație avansată ar putea îmbunătăți multe dintre trăsăturile necesare pentru a face culturile să prospere pe Marte în decurs de un deceniu.
Acest lucru include îmbunătățirea fotosintezei și a fotoprotecției (pentru a ajuta la protejarea plantelor de lumina soarelui și de razele UV), precum și a toleranței la secetă și la frig a plantelor și ingineria culturilor funcționale cu randament ridicat. De asemenea, trebuie să modificăm microbii pentru a detoxifia și îmbunătăți calitatea solului marțian.
Toate acestea sunt provocări care se află în capacitatea biologiei sintetice moderne.
Beneficii pentru Pământ
Dezvoltarea următoarei generații de culturi necesare pentru susținerea oamenilor pe Marte ar avea, de asemenea, mari beneficii pentru oamenii de pe Pământ.
Citește mai mult: Înainte de a coloniza Marte, să ne uităm la problemele noastre de pe Pământ
Populația globală în creștere sporește cererea de alimente. Pentru a satisface această cerere, trebuie să creștem productivitatea agricolă, dar trebuie să facem acest lucru fără a avea un impact negativ asupra mediului înconjurător.
Cel mai bun mod de a atinge aceste obiective ar fi să îmbunătățim culturile care sunt deja utilizate pe scară largă. Înființarea unor facilități, cum ar fi Mars Biofoundry propusă, ar aduce beneficii imense în ceea ce privește timpul de execuție a cercetării în domeniul plantelor, cu implicații pentru securitatea alimentară și protecția mediului.
Atunci, în cele din urmă, principalul beneficiar al eforturilor de a dezvolta culturi pentru Marte ar fi Pământul.
.