تولید اکسیژن در مریخ با این باکتری‌های زمینی

این باکتری Chroococcidiopsis cubana نام دارد و دانشمندان پوششی زیستی از آن ایجاد کرده‌اند که روزانه مقادیر قابل اندازه‌گیری اکسیژن منتشر می‌کند و در عین حال میزان کربن دی اکسید موجود در هوای اطراف خود را کاهش می‌دهد.

به گفته تیمی به سرپرستی سیمون کرینگز میکروبیولوژیست دانشگاه ساری در بریتانیا، این راهکار نه تنها برای سفرهای فضایی بلکه برای روی زمین نیز کاربردهایی دارد.

سوزی هینگلی ویلسون باکتری‌شناس دانشگاه ساری می‌گوید: با افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای، به ویژه کربن دی اکسید در جو زمین و نگرانی در مورد کمبود آب به دلیل افزایش دمای جهانی، ما به مواد نوآورانه، سازگار با محیط زیست و پایدار نیاز داریم. پوشش‌های زیستی آماده و مستحکم مکانیکی یا «رنگ‌های زنده» می‌توانند با کاهش مصرف آب در فرآیندهای مبتنی بر زیست‌رآکتور که معمولاً آب‌بَر هستند، به مقابله با این چالش‌ها کمک کنند.

بیشتر بخوانید:

• مار غول‌پیکری که پس از زلزله از زمین بیرون آمد/ عکس

• شکار لحظه خورشیدگرفتگی از فضا توسط یاسمین مقبلی/ عکس

• وقتی شکارچی شکار می‌شود/ تقلای تمساح برای زنده ماندن/ عکس

این باکتری یک سرده کوچک عجیب و غریب از جانوران است. اگر جایی روی زمین وجود داشته باشد که فکر کنیم هیچ حیاتی در آن نمی‌تواند وجود داشته باشد، احتمالاً گونه‌ای از این باکتری را در آنجا پیدا خواهیم کرد.

این باکتری از نوع عجیبی از فتوسنتز استفاده می‌کند که می‌تواند از شرایط بسیار کم نور، با مکانیزم بقای پشتیبان برای مکان‌های تاریک‌تر بهترین استفاده را ببرد. این باکتری در تاریکی کامل غارهای بسیار عمیق و در پوسته پایینی زمین و زیر کف اقیانوس نیز یافت شده است.

باکتری Chroococcidiopsis cubana گاهی اوقات در بیابان‌ها و در شرایطی که بی‌شباهت به شرایط مریخ نیست، یافت می‌شود و مانند سایر سیانوباکترها، متابولیسم آن دارای برخی خواص مطلوب است. این باکتری کربن دی اکسید دریافت می‌کند و آن را از طریق فتوسنتز به ترکیبات آلی تبدیل می‌کند و اکسیژن به عنوان بخشی از این فرآیند و محصول جانبی آن آزاد می‌شود.

کرینگز و تیمش می‌خواستند یک پوشش زیستی ایجاد کنند که این ویژگی‌ها را در خود داشته باشد و به پوششی مانند رنگ رسیدند که باکتری‌های زنده به صورت لایه‌ لایه‌ در آن گنجانده شده‌اند. آنها باید ضمن بادوام بودن، حاوی موادی نباشند که به باکتری‌های موجود در آنها آسیب برساند.

این چالش‌برانگیزتر از آن چیزی است که به نظر می‌رسد. ماتریس این پوشش زیستی باید متخلخل باشد تا امکان هیدراتاسیون و انتقال سلول را فراهم کند، اما همچنین از نظر مکانیکی قوی و سخت باشد. این تیم روشی را برای اختلاط لاتکس با ذرات نانوذرات خاک رس ابداع کرد که به این ویژگی‌ها دست یافت و به طور ایمن باکتری‌ها را محصور کرد.

گام بعدی پژوهشگران این بود که مطمئن شوند که این رنگ طبق خواسته آنها کار می‌کند و میکروب‌های کوچک درون آن به زندگی خود ادامه می‌دهند. این تیم به مدت ۳۰ روز پوشش ابداعی خود را مشاهده کرد و میزان اکسیژن خروجی و کربن دی اکسید ورودی را اندازه‌گیری کرد. آنها دریافتند که این رنگ روزانه به طور مداوم اکسیژن را با سرعت ۰.۴ گرم در هر گرم آزاد می‌کند و این میزان برای کل ماه ثابت می‌ماند.

این یعنی به ازای هر کیلوگرم از این رنگ تا ۴۰۰ گرم اکسیژن تولید می‌شود. علاوه بر این، این رنگ کربن دی اکسید را جذب می‌کند.

پژوهشگران اختراع خود را «رنگ زنده سبز» نامیده‌اند

البته این میزان خروجی احتمالاً به تنهایی برای یک زیستگاه مریخی کافی نخواهد بود، چرا که یک تیم از فضانوردانی که به مدت یک سال در مریخ زندگی کنند، به ۵۰۰ تن اکسیژن نیاز دارند. اما هر ذره اکسیژنی که بتوان در سیاره سرخ تولید کرد، میزان اکسیژن مورد نیاز ماموریت‌های فضایی برای ارسال به مریخ را با فضاپیما کاهش می‌دهد.

کرینگز می‌گوید: این باکتری فتوسنتزکننده توانایی فوق‌العاده‌ای برای زنده ماندن در محیط‌های خشن و دشوار مانند خشکسالی و قرار گرفتن در معرض سطوح بالایی از اشعه فرابنفش دارد. این باعث می‌شود این باکتری یک کاندیدای بالقوه برای استفاده در مریخ باشد.

۵۸۵۸