Вчені придумали дивну ідею виробляти кисень на Марсі

Бактерії, що живуть у пустелі, які живляться сонячним світлом, поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень, можуть бути включені у фарбу, яка доповнює повітря в середовищі існування на Марсі. Він називається Chroococcidiopsis cubana, і вчені розробили біопокриття, яке щодня виділяє вимірювану кількість кисню, одночасно зменшуючи кількість вуглекислого газу в повітрі навколо нього. Це має наслідки не тільки для космічних подорожей, але й тут, на Землі, згідно з командою під керівництвом мікробіолога Симони Крингс з Університету Суррея у Великобританії.

«Зі збільшенням кількості парникових газів, зокрема CO₂, в атмосфері та занепокоєнням щодо нестачі води через підвищення глобальної температури нам потрібні інноваційні, екологічно чисті та стійкі матеріали», — каже бактеріолог Сьюзі Хінглі-Вілсон з Університету Суррея.

«Механічно міцні, готові до використання біопокриття, або «живі фарби», можуть допомогти вирішити ці виклики, зменшивши споживання води у зазвичай водоємних процесах на основі біореакторів».

Chroococcidiopsis — це дивний маленький рід звірів. Якщо на Землі є місце, де, на вашу думку, неможливо знайти життя, ви, швидше за все, знайдете там різновид цієї бактерії. Він використовує дивний вид фотосинтезу, який може максимально використовувати умови надзвичайно слабкого освітлення, з резервним механізмом виживання для навіть темніших місць. Його знайшли в непроглядній темряві надглибоких печер і в нижній частині земної кори під дном океану.

Chroococcidiopsis cubana іноді живе в пустелях, в умовах, не схожих на марсіанські. І, як і інші ціанобактерії, його метаболізм має деякі бажані властивості. Бактерія поглинає CO ₂ , який вона фіксує для перетворення за допомогою фотосинтезу в органічні сполуки, вивільняючи кисень як частину процесу.

Крінгс та її команда хотіли розробити біопокриття, яке використовує ці властивості. Це покриття, подібно до фарби, в які шарами включені живі бактерії. Вони повинні бути довговічними, не містити інгредієнтів, які можуть завдати шкоди бактеріям, що знаходяться в них.

Це складніше, ніж може здатися: матриця біопокриття має бути пористою, щоб забезпечити гідратацію та транспортування клітин, але механічно міцною та жорсткою. Команда розробила метод змішування латексу з частинками наноглини, який досяг цих властивостей, безпечно інкапсулюючи їхні бактерії.

Наступним кроком було переконатися, що фарба працює належним чином і що крихітні мікроби всередині неї продовжують жити щасливим крихітним життям. Команда спостерігала за їх покриттям протягом 30 днів, виконуючи вимірювання виходу кисню та надходження CO ₂ .

Вони виявили, що фарба постійно виділяє кисень зі швидкістю до 0,4 грама кисню на грам біомаси на день, і що цей показник залишався стабільним протягом усього місяця. Це до 400 грамів (14 унцій) кисню на кожен кілограм (35 унцій) фарби. Крім того, фарба поглинала CO ₂ . Дослідники назвали свій винахід Green Living Paint.

Цього результату, ймовірно, буде недостатньо для середовища існування на Марсі; групі астронавтів, яка живе на Марсі протягом року, знадобиться приблизно 500 метричних тонн кисню; але будь-яка маленька частинка кисню, яку можна отримати на місці на Червоній планеті, зменшить кількість кисню, який знадобиться космічним місіям для відправлення туди на космічному кораблі.

«Фотосинтезуючий Chroococcidiopsis має надзвичайну здатність виживати в екстремальних умовах, таких як посуха та після високого рівня ультрафіолетового випромінювання», — каже Крингс. «Це робить їх потенційними кандидатами на колонізацію Марса».