Zamienią martwą marsjańską glebę w żyzne pola. Kluczem są grzyby
Kolonia ludzi na Marsie będzie musiała być samowystarczalna. Nie da się bez końca dostarczać jedzenia z Ziemi. Naukowcy dowodzą jednak, że jałową i nieprzyjazną glebę Czerwonej Planety będzie można zamienić w pola uprawne. Trzeba będzie wykorzystać do tego grzyby.
Film Marsjanin nie kłamał. Marsjański regolit może być glebą, w której wyrosną rośliny uprawne. Nie będzie to proste zadanie, ale jest to możliwe Dowodzą tego naukowcy w niezwykle interesującym artykule naukowym opublikowanym w magazynie Frontiers in Astronomy and Space Sciences. Wyniki ich badań mogą umożliwić założenie ludzkich kolonii nie tylko na Marsie, ale także na Księżycu.
Ziemniaki i pomidory z regolitu
Uprawa roślin na Księżycu czy Marsie nie będzie polegała po prostu na wsypaniu miejscowego pyłu do doniczki i posadzeniu w nim ziemniaków. Regolit, czyli luźna warstwa pyłu, okruchów skalnych i minerałów pokrywająca powierzchnię tych ciał niebieskich, tylko z daleka przypomina glebę. Brakuje mu tego, co na Ziemi jest kluczowe - życia biologicznego, mikroorganizmów, obiegu składników odżywczych i struktury, która pozwala roślinom normalnie rosnąć.
Ustanowienie zrównoważonego rolnictwa na Księżycu, Marsie zależy od przekształcenia regolitu, wolnego od mikrobioty, mineralnego podłoża, w funkcjonalny materiał glebopodobny o licznych korzystnych właściwościach, m.in. jako podłoże wzrostowe dla roślin. Regolit księżycowy i marsjański stwarza jednak wyzwania w tym zasadowe pH, wysokie stężenia pierwiastków toksycznych (np. glinu, manganu, nadchloranów) oraz ograniczoną biodostępność niezbędnych składników odżywczych, takich jak azot, fosfor i potas - podają naukowcy.
Mikrobiota to zespół mikroorganizmów, głównie bakterii, tworzący złożony ekosystem, umożliwiający wzrost roślin. Na Marsie i na Księżycu mikrobioty brak. Jest za to wspomniany regolit, czyli drobny pył pokrywający powierzchnię Srebrnego Globu i Czerwonej Planety. Regolit jest powszechnie uważany za podłoże do wzrostu roślin, ponieważ jest podłożem fizycznym łatwo dostępnym na miejscu, a także potencjalnym źródłem składników odżywczych dla roślin, zwłaszcza żelaza, magnezu, potasu i fosforu.
Na przykład wapń, glin, magnez, żelazo, potas, fosfor i tytan znajdują się w regolicie księżycowym i mogą potencjalnie wspomagać wzrost roślin, ponieważ pierwiastki te odgrywają rolę w dostarczaniu składników odżywczych, wzroście i fotosyntezie.
Więcej na Spider's Web:
Niezwykli sprzymierzeńcy z królestwa grzybów
Aby zamienić ten jałowy, niebezpieczny pył w funkcjonującą glebę, naukowcy planują wezwać na pomoc małych sojuszników - pożyteczne grzyby. Badacze odkryli, że mogą one pełnić rolę mikroskopijnych górników i zakładów przetwórczych w jednym.
Wybrane gatunki grzybów potrafią wręcz trawić skały. Przekształcają twarde minerały uwalniając z nich zablokowany fosfor czy żelazo i podają je roślinom w formie, którą te mogą łatwo wchłonąć. Grzyby działają również jak naturalna tarcza ochronna – są w stanie neutralizować metale ciężkie i oczyszczać środowisko z toksyn, chroniąc w ten sposób delikatne systemy korzeniowe kosmicznych upraw.
Szczególne nadzieje naukowcy wiążą z grzybami mikoryzowymi, które potrafią wchodzić w ścisłą współpracę z korzeniami roślin. Na Ziemi organizmy te pomagają uprawom przetrwać suszę, a także poprawiają fizyczną strukturę gleby. Wydzielają specjalne substancje, które sklejają sypki pył w większe grudki, co w warunkach księżycowych pomogłoby regolitowi lepiej zatrzymywać bezcenną wodę.
Grzyby ekstremofilne, takie jak Cryomyces antarcticus, również znane są ze swojej odporności. Inne np.
Trichoderma, Penicillium i Aspergillus obejmują szczepy o potencjalnym zastosowaniu w promowaniu wzrostu roślin w warunkach stresu abiotycznego (negatywnego wpływu na organizmy czynników środowiska np. susza, mróz, zasolenie, zanieczyszczenia).
Wśród nich znajdują się gatunki znane również z mniej przyjemnej strony, bo niektóre mogą być chorobotwórcze. To jednak nie przekreśla całej grupy. Odpowiednio dobrane szczepy mogą wspierać wzrost roślin, zwłaszcza w warunkach stresu, czyli tam, gdzie brakuje wody, składników odżywczych albo gdzie środowisko jest chemicznie nieprzyjazne.
Ciekawym tropem są również grzyby wyizolowane z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Skoro potrafiły przetrwać w środowisku orbitalnej stacji, mogły już wykształcić cechy przydatne w warunkach, które częściowo przypominają przyszłe bazy poza Ziemią. To nie oznacza oczywiście, że można je po prostu zabrać na Marsa i wrzucić do szklarni. Potrzebne są badania nad bezpieczeństwem, doborem szczepów i sprawdzeniem, jak zachowują się w symulowanym regolicie, przy ograniczonej wodzie, nietypowej chemii podłoża i podwyższonym promieniowaniu.
Przyszłość międzyplanetarnego rolnictwa
przyszłe kosmiczne rolnictwo może zależeć nie tylko od rakiet, szklarni, robotów i systemów podtrzymywania życia, ale też od mikroskopijnych grzybów. To one mogą pomóc zamienić martwy pył Księżyca i Marsa w podłoże, w którym rośliny będą w stanie rosnąć.
Wizja uprawy pomidorów czy ziemniaków na marsjańskim staje się realnym obiektem zaawansowanych badań astrobiologów. Z powodu braku prawdziwego regolitu z Marsa i ograniczonych próbek z Księżyca, naukowcy w laboratoriach na całym świecie na razie testują te rozwiązania na sztucznie tworzonym pyle, symulującym kosmiczne warunki.
Przed badaczami wciąż pozostaje wiele wyzwań, od upewnienia się, że wybrane grzyby będą bezpieczne dla załogi, po sprawdzenie, jak poradzą sobie z kosmicznym promieniowaniem. Pewne jest, że to właśnie mikroorganizmy będą naszymi najważniejszymi sojusznikami w podboju kosmosu. A co najważniejsze, wiedza zdobyta podczas oswajania marsjańskiego pyłu może w niedalekiej przyszłości pomóc nam w ratowaniu i użyźnianiu zniszczonych, wyjałowionych gleb tu, na Ziemi.
