Co budou lidé jíst na Marsu poté, co kolonizují červenou planetu?

Přípravy již probíhají pro mise, které vyloží lidi na Marsu za deset let. Co by ale lidé jedli, kdyby tyto mise nakonec vedly ke stálé kolonizaci červené planety?

Jakmile se lidé dostanou na Mars, hlavní výzvou pro každou kolonii bude vytvořit stabilní zásobu potravin. Obrovské náklady na spuštění a zásobování zdrojů ze Země to znemožní.

Lidé na Marsu se budou muset odklonit od úplného spoléhání se na přepravovaný náklad a dosáhnout vysoké úrovně soběstačného a udržitelného zemědělství.

Čtěte více: Objeveno: obrovské tekuté vodní jezero pod jižním pólem Marsu

Nedávný objev kapalné vody na Marsu - který přidává nové informace k otázce, zda najdeme život na planetě - zvyšuje možnost využití těchto zásob na pomoc při pěstování potravin.

Ale voda je jen jednou z mnoha věcí, které budeme potřebovat, pokud budeme pěstovat dostatek potravin na Marsu.

Jaké jídlo?

Předchozí práce naznačila použití mikrobů jako zdroje potravy na Marsu. Další možností je použití hydroponických skleníků a řízených environmentálních systémů, které jsou podobné testům na palubě Mezinárodní kosmické stanice pro pěstování plodin.

Tento měsíc, v časopise Geny, poskytujeme nový pohled založený na použití pokročilé syntetické biologie ke zlepšení potenciálního výkonu rostlinného života na Marsu.

Syntetická biologie je rychle rostoucí oblastí. Kombinuje principy inženýrství, vědy o DNA a informatiky (mezi mnoha dalšími disciplínami), aby živým organismům poskytoval nové a zlepšené funkce.

Nejen, že můžeme číst DNA, ale můžeme také navrhnout biologické systémy, otestovat je a dokonce i celé organismy. Kvasinky jsou jen jedním z příkladů průmyslového mikrobu, jehož celý genom je v současné době rekonstruován mezinárodním konsorciem.

Technologie pokročila tak daleko, že přesná genetická technika a automatizace mohou být nyní sloučeny do automatizovaných robotických zařízení, známých jako biofoundries.

Tyto biologické materiály mohou paralelně testovat miliony návrhů DNA, aby našli organismy s vlastnostmi, které hledáme.

Mars: Země, ale ne Země

Ačkoliv je Mars nejblíže Zemi našich sousedních planet, Mars a Země se liší mnoha způsoby.

Čtěte více: Milý deník: Slunce nikdy nesedlo na simulaci Arctic Mars

Gravitace na Marsu je asi třetina na Zemi. Mars přijímá asi polovinu slunečního světla, které dostáváme na Zemi, ale mnohem vyšší úrovně škodlivého ultrafialového (UV) a kosmického záření. Povrchová teplota Marsu je asi -60 stupňů Celsia a má tenkou atmosféru primárně vyrobenou z oxidu uhličitého.

Na rozdíl od zemské půdy, která je vlhká a bohatá na živiny a mikroorganismy podporující růst rostlin, je Mars pokryt regolitem. Jedná se o suchý materiál, který obsahuje chloristanové chemikálie, které jsou toxické pro člověka.

Také - navzdory nejnovějšímu objevu podpovrchových jezer - voda na Marsu většinou existuje ve formě ledu a nízký atmosférický tlak planety způsobuje, že kapalná voda se vaří při teplotě kolem 5 stupňů Celsia.

Rostliny na Zemi se vyvinuly stovky miliónů let a jsou přizpůsobeny zemským podmínkám, ale na Marsu nebudou dobře růst.

To znamená, že značné zdroje, které by byly vzácné a neocenitelné pro lidi na Marsu, jako je tekutá voda a energie, by musely být přiděleny k dosažení účinného zemědělství umělým vytvářením optimálních podmínek růstu rostlin.

Přizpůsobení rostlin na Mars

Racionálnější alternativou je použití syntetické biologie k vývoji plodin specificky pro Mars. Tato impozantní výzva může být vyřešena a rychle sledována budováním rostlinně orientovaného Mars Biofoundry.

Takové automatizované zařízení by bylo schopno urychlit inženýrství biologických návrhů a testování jejich výkonnosti za simulovaných podmínek na Marsu.

Díky adekvátním finančním prostředkům a aktivní mezinárodní spolupráci by takové pokročilé zařízení mohlo v průběhu deseti let zlepšit mnohé rysy potřebné pro pěstování plodin na Marsu.

To zahrnuje zlepšení fotosyntézy a fotoprotekce (na ochranu rostlin před slunečním zářením a UV paprsky), jakož i snášenlivost sucha a chladu v rostlinách a inženýrské plodiny s vysokým výnosem. Potřebujeme také modifikovat mikroby, abychom detoxikovali a zlepšili kvalitu půdy v Marsu.

To jsou všechny výzvy, které jsou v rámci schopnosti moderní syntetické biologie.

Výhody pro Zemi

Rozvoj příští generace plodin potřebných pro udržení lidí na Marsu by měl také velký přínos pro lidi na Zemi.

Přečtěte si více: Než kolonizujeme Mars, podívejme se na naše problémy na Zemi

Rostoucí globální populace zvyšuje poptávku po potravinách. K uspokojení této poptávky musíme zvýšit produktivitu zemědělství, ale musíme to udělat bez negativního dopadu na naše životní prostředí.

Nejlepším způsobem, jak těchto cílů dosáhnout, by bylo zlepšit plodiny, které jsou již široce využívány. Zřízení zařízení, jako je například navrhovaná biomasa Marsu, by přinesla obrovský přínos pro dobu obratu výzkumu rostlin s důsledky pro bezpečnost potravin a ochranu životního prostředí.

V konečném důsledku by hlavním příjemcem úsilí o rozvoj plodin pro Mars byla Země.

Tento článek byl původně publikován na Konverzaci Briardo Llorente. Přečtěte si originální článek zde.