Apa yang Manusia Makan di Marikh Selepas Mereka Menggolong Planet Merah?

Persiapan telah dijalankan untuk misi yang akan mendarat manusia di Marikh dalam satu dekad atau lebih. Tetapi apa yang akan dimakan orang jika misi ini akhirnya membawa kepada penjajahan kekal planet merah?

Sekali (jika) manusia membuatnya ke Marikh, satu cabaran besar untuk mana-mana jajahan akan menghasilkan bekalan makanan yang stabil. Kos besar melancarkan dan memulihkan sumber dari Bumi akan menjadikannya tidak praktikal.

Manusia di Marikh perlu beralih dari pergantungan lengkap ke kargo yang dihantar, dan mencapai tahap pertanian yang mandiri dan lestari yang tinggi.

Baca lebih lanjut: Ditemui: sebuah tasik air cecair yang besar di bawah kutub selatan Marikh

Penemuan air cecair baru-baru ini di Marikh - yang menambah maklumat baru kepada persoalan sama ada kita akan menemui kehidupan di planet ini - menimbulkan kemungkinan menggunakan bekalan tersebut untuk menanam makanan.

Tetapi air hanya satu daripada banyak perkara yang kita perlukan jika kita dapat membiakan makanan yang cukup di Marikh.

Apa Jenis Makanan?

Kerja sebelumnya mencadangkan penggunaan mikrob sebagai sumber makanan di Marikh. Penggunaan rumah hijau hidroponik dan sistem alam sekitar yang terkawal, sama seperti yang diuji di atas Stesen Angkasa Antarabangsa untuk menanam tanaman, adalah satu lagi pilihan.

Bulan ini, dalam jurnal Gen, kami menyediakan perspektif baru berdasarkan penggunaan biologi sintetik maju untuk meningkatkan prestasi potensi kehidupan tumbuhan di Marikh.

Biologi sintetik adalah bidang yang pesat berkembang. Ia menggabungkan prinsip-prinsip kejuruteraan, sains DNA, dan sains komputer (antara banyak disiplin lain) untuk menyampaikan fungsi baru dan bertambah baik kepada organisma hidup.

Bukan sahaja kita boleh membaca DNA, tetapi kita juga boleh merancang sistem biologi, menguji mereka, dan juga insinyur seluruh organisma. Ragi hanyalah satu contoh mikroorganisma kerja industri yang seluruh genomnya sedang direkayasa oleh konsortium antarabangsa.

Teknologi ini telah berkembang sehingga kejuruteraan genetik dan automasi ketepatan kini boleh digabungkan ke kemudahan robot automatik, yang dikenali sebagai biofoundries.

Biofoundries ini boleh menguji berjuta-juta reka bentuk DNA secara selari untuk mencari organisma dengan kualiti yang kita cari.

Marikh: Bumi-Suka tetapi Bukan Bumi

Walaupun Marikh adalah Bumi yang paling mirip dengan planet-planet tetangga kita, Marikh dan Bumi berbeza dalam banyak cara.

Baca lebih lanjut: Diary yang dikasihi: matahari tidak pernah ditetapkan pada simulasi Mars Artik

Graviti di Marikh adalah sekitar sepertiga di Bumi. Mars menerima kira-kira separuh daripada cahaya matahari yang kita dapatkan di Bumi, tetapi paras UV UV dan sinaran kosmik yang lebih tinggi. Suhu permukaan Marikh adalah kira-kira -60 darjah Celcius, dan ia mempunyai suasana tipis yang dibuat terutamanya dari karbon dioksida.

Tidak seperti tanah bumi, yang lembab dan kaya dengan nutrien dan mikroorganisma yang menyokong pertumbuhan tumbuhan, Marikh dilindungi dengan regolith. Ini adalah bahan kering yang mengandungi bahan kimia perchlorate yang toksik kepada manusia.

Juga - walaupun tasik sub permukaan paling terkini - air di Marikh kebanyakannya wujud dalam bentuk ais, dan tekanan atmosfera yang rendah planet menjadikan air cair mendidih pada sekitar 5 darjah Celcius.

Tumbuhan di Bumi telah berkembang selama beratus-ratus juta tahun dan disesuaikan dengan keadaan daratan, tetapi mereka tidak akan tumbuh dengan baik di Marikh.

Ini bermakna sumber yang besar yang tidak akan ternilai dan tidak ternilai bagi manusia di Marikh, seperti air dan tenaga cecair, perlu diperuntukkan untuk mencapai pertanian yang cekap dengan mewujudkan keadaan tumbuhan yang optimum.

Menyesuaikan Tumbuhan ke Marikh

Alternatif yang lebih rasional ialah menggunakan biologi sintetik untuk membangunkan tanaman khusus untuk Marikh. Cabaran yang menggerunkan ini boleh ditangani dan dipantau dengan cepat dengan membina metabolisme Mars Biofoundry.

Kemudahan automatik seperti itu mampu mempercepat kejuruteraan reka bentuk biologi dan menguji prestasi mereka di bawah syarat Mars yang disimulasikan.

Dengan pembiayaan yang mencukupi dan kolaborasi antarabangsa yang aktif, kemudahan canggih ini dapat meningkatkan banyak sifat yang diperlukan untuk membuat tanaman berkembang di Marikh dalam satu dekad.

Ini termasuk meningkatkan fotosintesis dan fotoprotection (untuk membantu melindungi tumbuh-tumbuhan dari sinar matahari dan sinaran UV), serta kemarau dan toleransi sejuk di tumbuh-tumbuhan, dan kejuruteraan hasil tanaman hasil tinggi. Kami juga perlu mengubah suai mikroba untuk menyahtoksik dan meningkatkan kualiti tanah Mars.

Ini adalah semua cabaran yang ada dalam keupayaan biologi sintetik moden.

Faedah untuk Bumi

Membangunkan generasi tanaman yang diperlukan untuk mengekalkan manusia di Marikh juga akan memberi manfaat yang besar kepada orang di Bumi.

Baca lebih lanjut: Sebelum kita menjajah Mars, mari lihat masalah kita di Bumi

Penduduk global yang semakin meningkat meningkatkan permintaan terhadap makanan. Untuk memenuhi permintaan ini, kita mesti meningkatkan produktiviti pertanian, tetapi kita perlu berbuat demikian tanpa menjejaskan alam sekitar kita.

Cara terbaik untuk mencapai matlamat ini adalah untuk memperbaiki tanaman yang telah digunakan secara meluas. Menubuhkan kemudahan seperti Biofoundry Mars yang dicadangkan akan memberi manfaat yang besar kepada masa pemulihan penyelidikan tumbuhan dengan implikasi untuk keselamatan makanan dan perlindungan alam sekitar.

Jadi, akhirnya, benefisiari utama usaha untuk membangunkan tanaman untuk Marikh ialah Bumi.

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada The Conversation oleh Briardo Llorente. Baca artikel asal di sini.