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2026-03-21 16:18:00
火星に着陸し、地球からの供給物ではなく、すでにそこにある塵、空気、微生物を使って昼食を育てることを想像してみてください。この考えは長い間SFのように聞こえてきましたが、その主な理由は、火星には肥沃な土壌という重要な要素が欠けているためです。その埃っぽい表面にはミネラルが含まれていますが、植物の成長に必要な有機栄養素は含まれていません。
今回、ドイツの研究者らは、火星のような塵と丈夫な微生物を、食用植物を生産できる実用的な肥料システムに変えるという賢明な解決策を発見した。これは火星ミッションを自立させるための小さいながらも強力な一歩だ。
研究者らは「我々の発見は、火星の持続可能な作物栽培のための現場肥料生産の開発を前進させる」としている。 注記 彼らの書斎で。
宇宙塵から生きたバイオマスまで
提案されたシステムの中心となるのは、藍藻類と呼ばれることが多いシアノバクテリアです。これらの微生物は極限環境でも生き残れるほど丈夫です。さらに重要なことは、彼らは火星の大気中に豊富にある二酸化炭素を成長に利用できると同時に、酸素を生成し、ミネラル豊富な塵から栄養素を引き出すことができるということだ。
このアイデアがどのように機能するかを示すために、研究者らは火星の土壌の組成を模倣したMGS-1と呼ばれるレゴリス模擬物質を使用して火星の状態を再現した。彼らは、この人工ダストと二酸化炭素を使用してシアノバクテリアを培養し、微生物が火星に現実的に存在できる資源のみを使用してバイオマスを蓄積できるようにしました。
十分なシアノバクテリアが成長したら、次の課題はそれらを植物が利用できるものに変換することでした。研究チームは、嫌気性発酵、つまり微生物が酸素を使わずに有機物を分解し、システム内に栄養素を放出するプロセスによってこれを達成した。
彼らはこのステップを慎重に微調整しました。バイオマスを事前に加熱すると分解が早くなり、システムを約 35°C に維持することで最良の結果が得られました。研究者らはまた、シアノバクテリアのバイオマスとアンモニウムの生産量の間の適切なバランスを計算し、最終製品に植物の成長に必要なこの重要な栄養素が十分に含まれていることを確認しました。
次に、得られた肥料をウキクサ (レムナ種) でテストしました。ウキクサは、タンパク質が豊富で成長が早く、世界の一部の地域ではすでに消費されている水生植物です。その結果は印象的でした。わずか 1 グラムの乾燥シアノバクテリアで、27 グラムの新鮮な食用植物塊を成長させるのに十分な栄養素が生成されました。
「課題はあったものの、この消化物により、シアノバクテリアの乾燥質量1グラム当たり湿質量27グラムという高いレムナ種バイオマス収量が得られ、水耕栽培肥料としての可能性が実証された」と研究著者らは付け加えた。
さらに、発酵プロセスでメタンが生成されるというおまけとして、エネルギーが豊富なガスであるメタンが生成され、これを捕捉して燃料として使用できるため、システムにさらなる有用性が加わりました。
異世界に生きるための青写真
この研究は、宇宙飛行士が地球にあまり依存しない未来を示しています。微生物、地元の塵、単純な生物学的プロセスを組み合わせることで、火星で食物、酸素、さらにはエネルギーを生産する閉ループシステムを構築できる可能性があります。
「土、肥料、水を持ち込まず、地元の資源だけで運営されている火星の菜園を想像してみてください。将来の火星の居住地を可能な限り持続可能なものにするためには、この自給自足が重要です」とブレーメン大学の主任研究員で博士課程の学生であるティアゴ・ラマーリョ氏は、 言った。
ただし、作業は完了していません。これらの実験は、放射線、低重力、極端な温度がシステムに影響を与える可能性がある火星の厳しい現実ではなく、制御された地球ベースの条件下で実施されました。
次に研究者らは、このシステムをテストして他の生命維持技術と統合し、完全に自給自足の生息地に近づけることを目指しています。それがうまくいけば、同じアプローチが地球上、特に土壌の質が悪い地域での持続可能な農業にも使用できる可能性があります。
の 勉強 に掲載されています 化学工学ジャーナル。
#シアノバクテリアは火星の土壌を肥沃な土壌に変える可能性を秘めている