Цианобактерии съедят скалы на Марсе

Один из наиболее перспективных кандидатов для высадки на Красную планету - цианобактерии (сине-зеленые водоросли). Около 2,5 миллиардов лет назад они помогли насытить атмосферу Земли кислородом и с тех пор, опираясь на фотосинтез, колонизировали практически все возможные виды окружающей среды.

Цианобактерии и другие микроорганизмы, которые живут в скалах, выживают даже в экстремальных условиях безвоздушного пространства. Это доказала космические научные платформы Biopan и Expose на Международной космической станции. Только смертельное космическое излучение на низкой околоземной орбите представляет угрозу для жизни этих выносливых микроорганизмов. К счастью, на Марсе гораздо более благоприятные условия.

"Люди уже широко используют бактерии для извлечения необходимых ресурсов, например, они обеспечивают более 25% мировых поставок меди, – говорит геомикробиолог Чарльз Кокелл (Charles Cockell). - Ту же работу микробы могут выполнять и на других планетах - для экономии ресурсов, доставляемых с Земли. Это сделает базы на Марсе более независимыми от Земли, а колонизацию - вполне реальной".

Чарльз Кокелл и его коллега, Карен Олсон-Фрэнсис (Karen Olsson-Francis) попытались проверить, насколько хорошо цианобактерии могли бы перерабатывать марсианские и лунные породы.

Бактерия Cylindrica Anabaena стала безусловным победителем в конкурсе на лучшего "переваривателя" различных пород, в том числе с высоким и низким содержанием кремнезема. Кроме того, она выживала в течение 28 дней в абсолютно сухой породе, что соответствует возможному развитию событий в суровых условиях Марса. Основная проблема, которая замедляет рост всех видов цианобактерий - это высокое содержание кремния в породах. Это мешает микроорганизмам разрушать скалы и освобождать полезные элементы и питательные вещества.

Тем не менее микробы прекрасно справляются с базальтовым камнем, похожим на вулканическую лунную и марсианскую породы, а также с анортозитом - магматической породой, похожей на лунный реголит. Это позволяет предположить, что цианобактерии могут эффективно работать на внеземной поверхности.

"Человечество полностью интегрировано в мир микробов, поэтому логично, что мы будем осваивать космос вместе с ними», - говорит Чарльз Кокелл. - Вопрос в том, как их оптимизировать для максимально эффективной работы в космосе".

Ученый определил наиболее вероятные методы применения микроорганизмов в деле освоения планет.

Так, некоторые микробы могут окислять железо в железном колчедане, а также создавать серную кислоту, которая разрушает скальную породу. Микробы могут даже помочь справиться с проблемой лунной пыли или марсианских пылевых бурь - искусственный засев цианобактериями песков монгольской пустыни всего за 15 дней создал на поверхности прочную корку. Она способна выдержать ветер до 10 м/с и значительно снижает силу пылевых бурь.

В настоящее время также ведется интенсивная работа по созданию микробных топливных элементов, которые смогут производить на поверхности Марса топливо из метана, углекислого газа и водорода.

Но скорее всего первые одноклеточные "колонизаторы" будут работать в тепличных условиях биореакторов, поскольку их так проще использовать. К тому же некоторые медленно растущие ценные виды цианобактерий с трудом размножаются даже при оптимальных лабораторных условиях.

В это трудно поверить, но микробы могут превратить Марс в голубую планету, покрытую пышной зеленью. Для этого в первую очередь люди должны ввести Марс в состояние экопоэзиса. Эта модель происхождения жизни основывается на том, что атмосфера планеты содержит высокий процент молекулярного кислорода, генерируемого фотолизом паров воды в атмосфере. Суть этого процесса заключается в том, что под действием ультрафиолетового излучения Солнца в атмосфере из паров воды активно образуется кислород. В древней экосфере Земли этот процесс, по-видимому, заставил бактерии "научиться" фотосинтезу, поскольку ультрафиолета до них доходило все меньше. Похожий геоинженерный процесс может повысить температуру поверхности Марса на 60°C, в результате станет возможным существование воды в жидком виде, атмосфера станет плотнее и уменьшится поток губительного ультрафиолетового и космического излучения. Марс станет вполне пригодным для жизни, конечно, с определенными ограничениями, но и на Земле есть регионы, где выжить очень сложно.

К сожалению, микробы вряд ли могут сделать Марс пригодным для жизни людей за относительно короткий период времени. "Терраформирование очень сложный процесс, поскольку необходимо изменить целую огромную планету в очень короткие сроки, сокрушается Чарльз Кокелл. - Прошло сотни миллионов лет, пока Земля стала комфортным местом обитания. Однако люди во многом оперативнее природы и могут с помощью генной инженерии создать микробов, которые значительно ускорят процесс создания экопоэзиса".

Пока ученые в основном сосредоточены на более реальном применении бактерий - для сбора ресурсов - и проверяют различные бактерии на способность иметь дело с широким разнообразием внеземной породы. Однако эта работа тесно связана и с перспективой терроформирования. В настоящее время особый интерес ученых вызывает мысль о том, что различные виды бактерий, поддерживая друг друга, могут перерабатывать породу с фантастической эффективностью и выдавать необходимые человеку материалы в больших объемах. Осталось только собрать нужный "коктейль".