Kaj bodo ljudje jedli na Marsu po kolonizaciji rdečega planeta?

Priprave so že v teku za misije, ki bodo ljudi v desetih letih prisilile na Mars. Toda kaj bi ljudje jedli, če bi te misije sčasoma vodile k trajni kolonizaciji rdečega planeta?

Ko (če) ljudje pridejo na Mars, bo velik izziv za vsako kolonijo ustvariti stabilno oskrbo s hrano. Ogromni stroški zagona in oskrbe z zemeljskimi viri bodo to naredili nepraktično.

Ljudje na Marsu se bodo morali odmakniti od popolne odvisnosti od prevoženega tovora in doseči visoko raven samozadostnega in trajnostnega kmetijstva.

Preberite več: Odkrito: ogromno vodno jezero pod južnim polom Marsa

Nedavno odkritje tekoče vode na Marsu - ki dodaja nove informacije vprašanju, ali bomo našli življenje na planetu - povečuje možnost uporabe takšnih zalog za pomoč pri gojenju hrane.

Toda voda je le ena od mnogih stvari, ki jih bomo potrebovali, če bomo na Marsu pridelali dovolj hrane.

Kakšno hrano?

Prejšnje delo je predlagalo uporabo mikrobov kot vira hrane na Marsu. Druga možnost je uporaba hidroponskih rastlinjakov in nadzorovanih okoljskih sistemov, podobnih tistemu, ki se testira na krovu Mednarodne vesoljske postaje za pridelavo pridelkov.

Ta mesec, v reviji Geni, nudimo novo perspektivo, ki temelji na uporabi napredne sintetične biologije za izboljšanje potencialne uspešnosti rastlinskega sveta na Marsu.

Sintetična biologija je hitro rastoče področje. Združuje načela od inženirstva, znanosti o DNK in računalništva (med mnogimi drugimi disciplinami), da živim organizmom dajo nove in izboljšane funkcije.

Ne samo, da lahko beremo DNK, temveč lahko oblikujemo tudi biološke sisteme, jih testiramo in celo načrtujemo celotne organizme. Kvas je le en primer mikrobov za industrijske delavce, katerega celotni genom trenutno preoblikuje mednarodni konzorcij.

Tehnologija je tako napredovala, da se lahko natančni genski inženiring in avtomatizacija združita v avtomatizirane robotske objekte, znane kot biofoundries.

Ti biofondovi lahko vzporedno preizkusijo na milijone DNK, da bi našli organizme z lastnostmi, ki jih iščemo.

Mars: Zemlja podobna, vendar ne Zemlja

Čeprav je Mars najsličnejši od naših sosednjih planetov, se Mars in Zemlja razlikujeta na več načinov.

Preberite več: Dragi dnevnik: sonce ni nikoli zašlo na simulacijo Arktičnega Marsa

Teža na Marsu je približno tretjina te moči na Zemlji. Mars prejme približno polovico sončne svetlobe, ki jo dobimo na Zemlji, vendar veliko višje ravni škodljivih ultravijoličnih (UV) in kozmičnih žarkov. Temperatura površine Marsa je okoli -60 stopinj Celzija, v tanki atmosferi pa je predvsem iz ogljikovega dioksida.

Za razliko od zemeljske zemlje, ki je vlažna in bogata s hranili in mikroorganizmi, ki podpirajo rast rastlin, je Mars prekrit z regolitom. To je sušen material, ki vsebuje perkloratne kemikalije, ki so strupene za ljudi.

Tudi - kljub najnovejši podzemeljski najdbi jezera - voda na Marsu večinoma obstaja v obliki ledu, nizek atmosferski tlak planeta pa povzroči, da tekoča voda zavre okoli 5 stopinj Celzija.

Rastline na Zemlji so se razvijale stotine milijonov let in so prilagojene zemeljskim razmeram, vendar na Marsu ne bodo dobro rasle.

To pomeni, da bi bilo treba znatna sredstva, ki bi bila za ljudi na Marsu redka in neprecenljiva, tako kot tekoča voda in energija, dodeliti za doseganje učinkovitega kmetovanja z umetnim ustvarjanjem optimalnih pogojev za rast rastlin.

Prilagajanje rastlin na Mars

Racionalnejša alternativa je uporaba sintetične biologije za razvoj pridelkov posebej za Mars. Ta mogočni izziv je mogoče rešiti in pospešiti z gradnjo biološke tovarne Mars, ki je osredotočena na rastlino.

Takšna avtomatizirana naprava bi lahko pospešila inženiring bioloških načrtov in preizkusila njihovo delovanje v simuliranih marsovskih razmerah.

Z ustreznim financiranjem in aktivnim mednarodnim sodelovanjem bi lahko takšen napreden objekt izboljšal številne lastnosti, ki so potrebne, da se pridelek goji na Marsu v enem desetletju.

To vključuje izboljšanje fotosinteze in fotoprotekcije (za zaščito rastlin pred sončno svetlobo in UV žarki), kot tudi sušo in hladno toleranco v rastlinah, ter inženiring visokozmogljivih funkcionalnih rastlin. Prav tako moramo spremeniti mikrobe, da bi razstrupljali in izboljšali kakovost marsovskih tal.

To so vsi izzivi, ki so v zmožnosti sodobne sintetične biologije.

Koristi za Zemljo

Razvijanje nove generacije pridelkov, potrebnih za vzdrževanje ljudi na Marsu, bi imelo tudi velike koristi za ljudi na Zemlji.

Preberite več: Pred kolonizacijo Marsa poglejmo svoje probleme na Zemlji

Naraščajoče svetovno prebivalstvo povečuje povpraševanje po hrani. Za izpolnitev tega povpraševanja moramo povečati kmetijsko produktivnost, vendar moramo to storiti brez negativnega vpliva na naše okolje.

Najboljši način za doseganje teh ciljev bi bilo izboljšanje pridelkov, ki se že široko uporabljajo. Ustanovitev objektov, kot je predlagana Biofoundry Mars, bi prinesla ogromno korist časom obrata raziskav rastlin s posledicami za varnost hrane in varstvo okolja.

Torej bi bil končno glavni upravičenec prizadevanj za razvoj pridelkov za Mars Zemlja.

Ta članek je bil prvotno objavljen na pogovoru Briardo Llorente. Preberite izvirni članek tukaj.