Čo budú ľudia jesť na Marse po kolonizácii Červenej planéty?

Prípravy sa už pripravujú na misie, ktoré do desiatich rokov vyložia ľudí na Mars. Ale čo by ľudia jedli, keby tieto misie nakoniec viedli k trvalej kolonizácii červenej planéty?

Akonáhle sa ľudia dostanú na Mars, hlavnou výzvou pre každú kolóniu bude vytvorenie stabilného zásobovania potravinami. Obrovské náklady na spustenie a obnovenie zdrojov zo Zeme to znemožnia.

Ľudia na Marse sa budú musieť odkloniť od úplného spoliehania sa na prepravovaný náklad a dosiahnuť vysokú úroveň sebestačného a udržateľného poľnohospodárstva.

Čítať celý článok: Objavené: obrovské jazero s tekutou vodou pod južným pólom Marsu

Nedávny objav tekutej vody na Marse - ktorý pridáva nové informácie k otázke, či nájdeme život na planéte - zvyšuje možnosť využitia takýchto dodávok na pomoc pri pestovaní potravín.

Ale voda je len jednou z mnohých vecí, ktoré budeme potrebovať, ak budeme pestovať dostatok potravín na Marse.

Aké jedlo?

Predchádzajúca práca naznačila používanie mikróbov ako zdroja potravy na Marse. Ďalšou možnosťou je použitie hydroponických skleníkov a kontrolovaných environmentálnych systémov, ktoré sú podobné testovaniu na palube Medzinárodnej vesmírnej stanice na pestovanie plodín.

Tento mesiac, v časopise gény, poskytujeme novú perspektívu založenú na použití pokročilej syntetickej biológie na zlepšenie potenciálneho výkonu rastlinného života na Marse.

Syntetická biológia je rýchlo sa rozvíjajúca oblasť. Spája v sebe princípy inžinierstva, vedy o DNA a informatiky (medzi mnohými inými disciplínami), aby sa živým organizmom dostali nové a zlepšené funkcie.

Nielenže môžeme čítať DNA, ale môžeme tiež navrhnúť biologické systémy, otestovať ich a dokonca vytvoriť celé organizmy. Kvasinky sú len jedným z príkladov priemyselného mikróbu pracovnej sily, ktorého celý genóm je v súčasnosti upravovaný medzinárodným konzorciom.

Táto technológia pokročila tak ďaleko, že presné genetické inžinierstvo a automatizácia sa teraz môžu zlúčiť do automatizovaných robotických zariadení, známych ako biofoundries.

Tieto biologické materiály môžu paralelne testovať milióny návrhov DNA, aby našli organizmy s vlastnosťami, ktoré hľadáme.

Mars: Zem-ako, ale nie Zem

Hoci Mars je na Zemi najviac susediacich planét, Mars a Zem sa v mnohých smeroch líšia.

Čítať ďalej: Milý denník: Slnko sa nikdy neuskutočnilo na simulácii Arktídy Mars

Gravitácia na Marse je asi tretina hmotnosti na Zemi. Mars dostáva približne polovicu slnečného svetla, ktoré dostávame na Zemi, ale oveľa vyššie úrovne škodlivého ultrafialového (UV) a kozmického žiarenia. Povrchová teplota Marsu je približne -60 stupňov Celzia a má tenkú atmosféru, ktorá je primárne vyrobená z oxidu uhličitého.

Na rozdiel od zemskej pôdy, ktorá je vlhká a bohatá na živiny a mikroorganizmy, ktoré podporujú rast rastlín, je Mars pokrytý regolitom. Jedná sa o vyprahnutý materiál, ktorý obsahuje chemikálie chloristanu, ktoré sú toxické pre ľudí.

Aj napriek najnovšiemu nájdeniu podpovrchového jazera voda na Marse prevažne existuje vo forme ľadu a nízky atmosférický tlak planéty spôsobuje, že kvapalná voda varí pri teplote okolo 5 stupňov Celzia.

Rastliny na Zemi sa vyvinuli stovky miliónov rokov a sú prispôsobené suchozemským podmienkam, ale na Marse nebudú dobre rásť.

To znamená, že by bolo potrebné vyčleniť značné zdroje, ktoré by boli vzácne a cenné pre ľudí na Marse, ako je tekutá voda a energia, na dosiahnutie účinného poľnohospodárstva umelým vytváraním optimálnych podmienok rastu rastlín.

Prispôsobenie rastlín na Mars

Racionálnejšou alternatívou je použitie syntetickej biológie na vývoj plodín špeciálne pre Mars. Táto impozantná výzva môže byť riešená a rýchlo sledovaná budovaním rastlinného zamerania Mars Biofoundry.

Takéto automatizované zariadenie by bolo schopné urýchliť inžinierstvo biologických návrhov a testovanie ich výkonnosti v podmienkach simulovaných na Marse.

S primeraným financovaním a aktívnou medzinárodnou spoluprácou by takéto pokročilé zariadenie mohlo vylepšiť mnohé vlastnosti potrebné na to, aby sa plodiny darili na Marse v priebehu desaťročia.

To zahŕňa zlepšenie fotosyntézy a fotoprotekciu (na ochranu rastlín pred slnečným žiarením a UV žiarením), ako aj toleranciu sucha a chladu v rastlinách a inžinierske plodiny s vysokým výnosom. Potrebujeme tiež modifikovať mikróby na detoxikáciu a zlepšenie kvality pôdy v Marse.

To všetko sú výzvy, ktoré sú v schopnosti modernej syntetickej biológie.

Výhody pre Zem

Rozvoj ďalšej generácie plodín potrebných na udržanie ľudí na Marse by tiež mal veľký prínos pre ľudí na Zemi.

Prečítajte si viac: Pred kolonizáciou Marsu sa pozrime na naše problémy na Zemi

Rastúca svetová populácia zvyšuje dopyt po potravinách. Na splnenie tohto dopytu musíme zvýšiť produktivitu poľnohospodárstva, ale musíme to urobiť bez negatívneho vplyvu na naše životné prostredie.

Najlepším spôsobom, ako dosiahnuť tieto ciele, by bolo zlepšenie plodín, ktoré sú už široko používané. Zriadenie zariadení, ako je navrhovaná biosféra Mars, by prinieslo obrovský prínos pre čas obratu výskumu rastlín s dôsledkami pre bezpečnosť potravín a ochranu životného prostredia.

V konečnom dôsledku by hlavným príjemcom úsilia vyvinúť plodiny pre Mars bola Zem.

Tento článok bol pôvodne publikovaný na The Conversation od Briardo Llorente. Prečítajte si pôvodný článok.