კოსმოსური ბიომაინინგი: მისწრაფება ადამიანთა დასახლებებისკენ დედამიწის მიღმა

BioRock-ის ექსპერიმენტის დასკვნები მიუთითებს, რომ ბაქტერიებით მხარდაჭერილი მაინინგი შეიძლება განხორციელდეს სივრცეში. BioRock-ის კვლევის წარმატების შემდეგ, ამჟამად მიმდინარეობს BioAsteroid-ის ექსპერიმენტი. ამ კვლევაში ბაქტერიები და სოკოები იზრდებიან ასტეროიდულ მასალაზე ინკუბატორში მიკროგრავიტაციის პირობებში. სივრცეში სადგური ბიოფილმის ფორმირების, ბიოლეიჩინგის და სხვა ქიმიური და ბიოლოგიური ცვლილებების შესწავლის მიზნით, გენეტიკური ტრანსკრიპციული ცვლილებების ჩათვლით. ფართი ბიომაინინგი მნიშვნელოვანი აღმოჩენაა, რომელსაც, როგორც ჩანს, დიდი პოტენციალი აქვს მომავალში.

ადამიანის დასახლებები მიღმა მიწა on მთვარე ან პლანეტები ისევე როგორც ფორუმი in სივრცეში უკვე დიდი ხანია სამეცნიერო ფანტასტიკის თემაა. თუმცა, ამ მიმართულებით სერიოზული აზრები და კვლევითი საქმიანობა მიმდინარეობს ბოლო ორი ათწლეულის განმავლობაში. სამეცნიერო საზოგადოების წინაშე ერთ-ერთი მთავარი კითხვა იყო იმის შესახებ, თუ როგორ უნდა შეიძინოს მასალები (როგორიცაა ჟანგბადი, წყალი, სამშენებლო მასალები, მათ შორის ლითონები და მინერალები და ა. სივრცეში ⁽¹⁾.  

ბიომოპოვება, ანუ მადნებიდან ლითონების მოპოვება ბიო-კატალიზი მიკროორგანიზმების გამოყენება, როგორიცაა ბაქტერიები და არქეები, პრაქტიკაში დიდი ხანია პლანეტის მიწა. ამჟამად, ეს მეთოდი გამოიყენება სპილენძის სულფიდების გამორეცხვისა და ოქროს მადნების წინასწარი დამუშავებისთვის, აგრეთვე დაჟანგული მადნებიდან ლითონების ამოსაღებად და ნარჩენებისგან ლითონების აღსადგენად. ⁽²⁾.   

შეიძლება თუ არა ბიომინგის ტექნიკის ეფექტურად გამოყენება გარე მიკროგრავიტაციის პირობებში სივრცეში ამისთვის საჭირო მასალების ამოსაღებად ადამიანის დასახლებები? შეუძლიათ თუ არა მიკროორგანიზმებს დაეხმარონ ლითონისა და მასალების მოპოვებაში ასტეროიდული მასალების ან ქანების გამოყენებით მთვარე or ფორუმი? მიკრობი-მინერალური ურთიერთქმედების ცოდნა სივრცეში ასევე მნიშვნელოვანია ნიადაგის ფორმირების პოტენციალის გამო, ბიოქერქების ფორმირება დახურულ წნევით ფართები, რეგოლითის გამოყენება (მყარი მასალის ფენა კლდეებზე) და სამშენებლო მასალების წარმოება. ფართი ბიომაინინგის ექსპერიმენტები სწორედ ამ მიზეზების გამო იყო შეცვლილი გრავიტაციის ეფექტის გასაგებად.  

ამ მიზნით ევროპული ფართი სააგენტომ ჩაატარა BioRock-ის ექსპერიმენტი საერთაშორისოზე ფართი სადგური (ISS) 2019 წელს. ექსპერიმენტები შექმნილია იშვიათი- ბიოლეიჩინგის შესასწავლადდედამიწა ელემენტები ბაზალტის ქანებიდან სამ გრავიტაციულ პირობებში, ანუ. მიკროგრავიტაცია, სიმულირებული ფორუმი გრავიტაცია და სიმულირებული მიწა გრავიტაცია. ბაქტერიების სამი სახეობა, Sphingomonas desicabilis, ბაკილიუს სუბლიტიდა Cupriavidus metallidurans გამოიყენეს კვლევაში. შემოწმებული ჰიპოთეზა იყო თუ ”სხვადასხვა გრავიტაციულ რეჟიმს შეუძლია გავლენა მოახდინოს უჯრედის საბოლოო კონცენტრაციაზე, რომელიც მიიღწევა სივრცეში მრავალკვირიანი პერიოდის შემდეგ''. შედეგებმა აჩვენა, რომ სხვადასხვა გრავიტაციული პირობების მნიშვნელოვანი გავლენა არ არის ბაქტერიული უჯრედების საბოლოო რაოდენობაზე, რაც გულისხმობს, რომ გაუფერულების პროცესის ეფექტურობა იგივე რჩება სხვადასხვა გრავიტაციის პირობებში. BioRock-ის ექსპერიმენტის ეს დასკვნები მიუთითებს, რომ ბაქტერიებით მხარდაჭერილი მაინინგი შეიძლება განხორციელდეს სივრცეში. კოსმოსური ბიომაინინგი მნიშვნელოვანი აღმოჩენაა, რომელსაც, როგორც ჩანს, დიდი პოტენციალი აქვს მომავალში ^(3,4).  

 BioRock კვლევის წარმატების შემდეგ,   BioAsteroid ექსპერიმენტი ამჟამად მიმდინარეობს. ამ კვლევაში, ბაქტერიები და სოკოები იზრდება ასტეროიდულ მასალაზე ინკუბატორში კოსმოსური სადგურის მიკროგრავიტაციის პირობებში, რათა შეისწავლოს ბიოფილმის ფორმირება, ბიოლეშინგი და სხვა ქიმიური და ბიოლოგიური ცვლილებები, მათ შორის გენეტიკური ტრანსკრიპციული ცვლილებები.⁽⁵⁾.  

ამ საფეხურებით კაცობრიობა ნამდვილად წინ მიიწევს ადამიანის დასახლებები მიღმა პლანეტის მიწა.

***

წყაროები:

1. NASA 2007. Lunar Regolith Biomining Workshop Report. ხელმისაწვდომია ონლაინ მისამართზე https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  

2. Johnson DB., 2014. Biomining — ბიოტექნოლოგიები მადნებიდან და ნარჩენებისგან ლითონების მოპოვებისა და აღდგენისთვის. აქტუალური აზრი ბიოტექნოლოგიაში. ტომი 30, დეკემბერი 2014, გვერდები 24-31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  

3. Cockell, C.S., Santomartino, R., Finster, K. et al., 2020. კოსმოსური სადგურის ბიომიამშენებლობის ექსპერიმენტი აჩვენებს იშვიათი დედამიწის ელემენტის მოპოვებას მიკროგრავიტაციაში და მარსის გრავიტაციაში. გამოქვეყნებულია: 10 წლის 2020 ნოემბერი. Nature Communication 11, 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 

4. Santomartino R., Waajen A., et al 2020. მიკროგრავიტაციისა და სიმულირებული მარსის გრავიტაციის ეფექტი არ არის საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურზე ბაქტერიული უჯრედების საბოლოო კონცენტრაციაზე: აპლიკაციები კოსმოსურ ბიოწარმოებაში. Frontiers in Microbiology., 14 ოქტომბერი 2020. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  

5. გაერთიანებული სამეფოს კოსმოსური სააგენტო 2020. პრესრელიზი – ბიომამშენებლობის კვლევამ შეიძლება განბლოკოს მომავალი დასახლებები სხვა სამყაროებზე. გამოქვეყნებულია 5 წლის 2020 დეკემბერს. ხელმისაწვდომია ონლაინ მისამართზე https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds 

***