Što će ljudi jesti na Marsu nakon što koloniziraju Crveni planet?

Već su u tijeku pripreme za misije koje će ljude na Marsu izvesti za desetak godina. Ali što bi ljudi pojeli ako te misije na kraju dovedu do trajne kolonizacije crvenog planeta?

Kada (ako) ljudi uspiju stići na Mars, glavni izazov za svaku koloniju bit će stvaranje stabilne opskrbe hranom. Ogromni troškovi lansiranja i opskrbe Zemljinim resursima učinit će to nepraktičnim.

Ljudi na Marsu morat će se odmaknuti od potpunog oslanjanja na otpremljeni teret i postići visoku razinu samodostatne i održive poljoprivrede.

Pročitajte više: Otkriveno: ogromno vodeno jezero ispod južnog pola Marsa

Nedavno otkriće tekuće vode na Marsu - koja dodaje nove informacije na pitanje da li ćemo pronaći život na planeti - povećava mogućnost korištenja takvih pomagala za pomoć u uzgoju hrane.

Ali voda je samo jedna od mnogih stvari koje će nam trebati da uzgajamo dovoljno hrane na Marsu.

Kakvu vrstu hrane?

Prethodni radovi sugerirali su korištenje mikroba kao izvora hrane na Marsu. Još jedna mogućnost je uporaba hidroponskih staklenika i kontroliranih ekoloških sustava, sličnih onima koji se testiraju na međunarodnoj svemirskoj stanici za uzgoj usjeva.

Ovaj mjesec, u časopisu geni, pružamo novu perspektivu koja se temelji na korištenju napredne sintetičke biologije kako bi se poboljšala potencijalna izvedba biljnog svijeta na Marsu.

Sintetička biologija je brzo rastuće područje. On kombinira principe iz inženjerstva, DNK znanosti i računalnih znanosti (među mnogim drugim disciplinama) kako bi živim organizmima omogućio nove i poboljšane funkcije.

Ne samo da možemo čitati DNK, već možemo i projektirati biološke sustave, testirati ih, pa čak i inženjering cijelog organizma. Kvasac je samo jedan primjer industrijskog radnog konja čiji se cijeli genom trenutno rekonstruira od strane međunarodnog konzorcija.

Tehnologija je napredovala do sada da se precizna genetska tehnika i automatizacija sada mogu spojiti u automatizirane robotske objekte, poznate kao biofoundries.

Ove biofoundries mogu testirati milijune DNA dizajna paralelno kako bi pronašli organizme s kvalitetama koje tražimo.

Mars: Zemlja poput ali ne i Zemlja

Iako je Mars na Zemlji najbliži našim susjednim planetima, Mars i Zemlja razlikuju se na mnogo načina.

Pročitajte više: Dragi dnevnik: sunce nikada nije počelo simulirati Arktički Mars

Težina na Marsu je oko trećine one na Zemlji. Mars prima oko polovice sunčeve svjetlosti koju dobivamo na Zemlji, ali mnogo više razine štetnih ultraljubičastih (UV) i kozmičkih zraka. Površinska temperatura Marsa je oko -60 stupnjeva Celzijusa i ima tanku atmosferu, prvenstveno od ugljičnog dioksida.

Za razliku od Zemljine zemlje, koja je vlažna i bogata hranjivim tvarima i mikroorganizmima koji podržavaju rast biljaka, Mars je prekriven regolitom. To je sušni materijal koji sadrži kemikalije perklorata koje su toksične za ljude.

Isto tako - unatoč najnovijem nalazištu podzemnog jezera - voda na Marsu uglavnom postoji u obliku leda, a niski atmosferski tlak planeta čini da tekuća voda proključa na oko 5 stupnjeva Celzija.

Biljke na Zemlji evoluirale su stotinama milijuna godina i prilagođene su zemaljskim uvjetima, ali na Marsu neće dobro rasti.

To znači da bi znatna sredstva koja bi bila rijetka i neprocjenjiva za ljude na Marsu, kao tekuća voda i energija, trebala biti dodijeljena kako bi se postiglo učinkovito poljoprivredno gospodarstvo umjetnim stvaranjem optimalnih uvjeta rasta biljaka.

Prilagoditi biljke na Mars

Racionalnija alternativa je korištenje sintetske biologije za razvoj usjeva posebno za Mars. Ovaj težak izazov može se riješiti i ubrzati izgradnjom Mars Biofoundry-a usmjerene na biljke.

Takav automatizirani objekt bio bi sposoban ubrzati inženjering bioloških dizajna i testirati njihove performanse u simuliranim Marsovim uvjetima.

Uz adekvatno financiranje i aktivnu međunarodnu suradnju, takav napredni objekt mogao bi poboljšati mnoge od osobina potrebnih za uspijevanje usjeva na Marsu u roku od jednog desetljeća.

To uključuje poboljšanje fotosinteze i fotoprotekcije (kako bi se zaštitile biljke od sunčeve svjetlosti i UV zraka), kao i suša i tolerancija hladnoće u biljkama, te inženjering visokoprinosnih funkcionalnih usjeva. Također moramo modificirati mikrobe kako bismo detoksificirali i poboljšali kakvoću tla u Marsu.

To su sve izazovi koji su u mogućnosti moderne sintetičke biologije.

Prednosti za Zemlju

Razvijanje sljedeće generacije usjeva potrebnih za održavanje ljudi na Marsu također bi imalo velike koristi za ljude na Zemlji.

Pročitajte više: Prije nego što koloniziramo Mars, pogledajmo naše probleme na Zemlji

Rastuća globalna populacija povećava potražnju za hranom. Kako bismo zadovoljili taj zahtjev, moramo povećati poljoprivrednu produktivnost, ali to moramo učiniti bez negativnog utjecaja na okoliš.

Najbolji način za postizanje tih ciljeva bio bi poboljšanje usjeva koji se već široko koriste. Postavljanje postrojenja kao što je predložena Biofoundry Mars donijelo bi golemu korist za vrijeme obrade istraživanja biljaka s implikacijama na sigurnost hrane i zaštitu okoliša.

Dakle, u konačnici, glavni korisnik napora na razvoju usjeva za Mars bio bi Zemlja.

Ovaj članak je izvorno objavljen na konverzaciji Briardo Llorente. Pročitajte izvorni članak ovdje.