金屬還原菌希瓦氏菌能從火星土壤中“開(kāi)采”磁鐵礦
科技訊 北京時(shí)間11月28日消息，細(xì)菌會(huì)成為人類(lèi)在火星上未來(lái)生活的基礎(chǔ)嗎？
一些科學(xué)家認(rèn)為，在人類(lèi)登上火星之前，我們最好先把地球細(xì)菌送到火星上。荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的博士研究生本杰明·雷納（Benjamin Lehner）在他的論文中建議，我們可以利用細(xì)菌從火星土壤中開(kāi)采可用的鐵。他特別指出，我們可以考慮用金屬還原菌希瓦氏菌（Shewanella oneidensis）。
“從自然形態(tài)的角度，火星土壤中可供我們使用的鐵資源并不多，”雷納在一份聲明中說(shuō)，“但是，希瓦氏菌有能力把一部分土壤變成磁鐵礦，一種磁性的氧化鐵?！?/p>
雷納在論文中建議，在人類(lèi)探索火星之前，我們可以先發(fā)送一個(gè)沒(méi)有宇航員的太空艙，里面裝載著火星車(chē)、生物反應(yīng)器和3D打印機(jī)?；鹦擒?chē)可以在火星表面漫游，鏟起土壤或天然富含鐵的風(fēng)化層，然后將這些物質(zhì)帶回生物反應(yīng)器，那里裝滿了希瓦氏菌。
這張圖描述了如何在火星表面實(shí)施雷納提出的細(xì)菌采礦任務(wù)。我們可以利用細(xì)菌在火星上開(kāi)采有用的資源，為人類(lèi)未來(lái)的生存做準(zhǔn)備
接著，這些細(xì)菌開(kāi)始工作，土壤中開(kāi)始產(chǎn)生磁鐵礦。然后，磁鐵可以將磁鐵礦提取出來(lái)，分離出土壤的其他部分。最后，3D打印機(jī)將把這種原始金屬材料轉(zhuǎn)化為大量對(duì)人類(lèi)有價(jià)值的零件，比如螺絲、螺帽、螺栓，或其他任何可以在火星上建造人類(lèi)住房的部件。
但是，這個(gè)過(guò)程實(shí)際能生產(chǎn)多少鐵呢？雷納和他的團(tuán)隊(duì)表示，一個(gè)1400升的反應(yīng)器每年可以生產(chǎn)大約350千克的這種磁鐵礦?！?.3年后，它將產(chǎn)生比太空艙容積更多的鐵，”他在聲明中說(shuō)，“通過(guò)向火星發(fā)射幾個(gè)無(wú)人駕駛艙，我們可以在幾年內(nèi)生產(chǎn)出大量的鐵?！?/p>
一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，國(guó)際空間站并不像你想象的那么干凈。
除了為第一批人類(lèi)的到來(lái)做好準(zhǔn)備，這類(lèi)任務(wù)和方法也可能是人類(lèi)在這顆紅色星球上繼續(xù)生存的關(guān)鍵。如果火星上的設(shè)備發(fā)生了爆炸，要求從地球上送來(lái)零件進(jìn)行更換就不太現(xiàn)實(shí)。因此，像這樣的可持續(xù)解決方案至關(guān)重要。
投送細(xì)菌的方法既考慮了火星表面的惡劣條件，也考慮了向火星發(fā)射物品的成本和重量限制。細(xì)菌可以自我繁殖，幾乎沒(méi)有重量，因此運(yùn)輸成本低廉，而且通常能夠承受高輻射。唯一需求只是一點(diǎn)食物。
雷納建議，可以將微藻和細(xì)菌一起送到火星上，以提供一種可持續(xù)的食物來(lái)源。微藻可以依靠陽(yáng)光和二氧化碳生存，它們會(huì)把二氧化碳轉(zhuǎn)化成細(xì)菌所需的營(yíng)養(yǎng)和氧氣。雷納在聲明中指出，這種微藻所留下的殘余廢物（以及來(lái)自生物反應(yīng)器的有機(jī)廢物）也可以作為堆肥，供將來(lái)前往火星的宇航員所用。
2015年2月，從國(guó)際空間站采集的微生物樣品返回地球
雷納表示，在實(shí)施這個(gè)建議的過(guò)程中，還可能出現(xiàn)另一個(gè)問(wèn)題：火星可能受到地球細(xì)菌的污染。他在聲明中說(shuō)：“我們希望防止細(xì)菌污染火星，因?yàn)檫@可能會(huì)阻礙在火星上尋找生命?！睘榱朔乐惯@種情況的發(fā)生，雷納的團(tuán)隊(duì)建議將產(chǎn)生的含鐵材料安全地儲(chǔ)存在一個(gè)密封的充氣艙里，連接在太空艙的一側(cè)。
國(guó)際空間站上的微生物
一項(xiàng)新的研究表明，生活在國(guó)際空間站（ISS）上的微生物可能與地球居民家庭中的細(xì)菌十分相似。
MERCCURI項(xiàng)目的專(zhuān)業(yè)科學(xué)家和公民科學(xué)家聯(lián)合研究小組，以及人類(lèi)微生物組計(jì)劃的研究人員對(duì)軌道實(shí)驗(yàn)室宇航員提供的棉簽進(jìn)行了分析。他們發(fā)現(xiàn)，軌道實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌類(lèi)型十分類(lèi)似地球房屋中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌。
研究報(bào)告作者、加州大學(xué)戴維斯分校的微生物學(xué)家戴維·科伊爾（David Coil）表示，人類(lèi)“完全被地球上的微生物所包圍，它們絕大多數(shù)是無(wú)害的。我們?cè)趪?guó)際空間站上也看到了大致相同的微生物群落，因此那里可能和你的客廳差不多臟?！边@項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)表于2017年12月5日的開(kāi)放獲取期刊PeerJ上。
研究中采集的樣品來(lái)自空間站內(nèi)的15個(gè)地點(diǎn)。研究人員表示，空間站的微生物群落并不是來(lái)自太空，而是直接來(lái)自宇航員的身體和從地球送到空間站的其他東西，因?yàn)檐壍缹?shí)驗(yàn)室是完全封閉的。
該研究還顯示，空間站的微生物群落非常多樣化，這表明它們的生存狀態(tài)良好?！皣?guó)際空間站表面的微生物群落與宇航員的體表非常相似，這并不奇怪，因?yàn)樗麄儽旧砭褪俏⑸锏闹饕獊?lái)源，”研究報(bào)告的第一作者、曾在加州大學(xué)戴維斯分校的做博士后的詹娜·朗（Jenna Lang）說(shuō)，“我們也很高興地看到……微生物的多樣性相當(dāng)高，表明這不像是一個(gè)‘病態(tài)’的微生物群落?！?/p>
研究作者、加州大學(xué)戴維斯分校的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)和免疫學(xué)教授喬納森?艾森（Jonathan Eisen）說(shuō)：“研究國(guó)際空間站的微生物多樣性不僅是與太空探索有關(guān)，而且通過(guò)與地球上的建筑對(duì)比，也能獲得重要的啟示，因?yàn)閲?guó)際空間站具有許多新的特征，比如微生物的流入十分有限。”
在今年4月，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的科學(xué)家在《微生物組學(xué)》雜志發(fā)表了一篇論文，描述了對(duì)國(guó)家空間站發(fā)現(xiàn)的大量微生物的分類(lèi)結(jié)果，主要包括葡萄球菌、腸桿菌、芽孢桿菌和紅酵母等?？茖W(xué)家表示，這些微生物可能來(lái)自更早期的任務(wù)，不僅有可能危害宇航員的健康，甚至可能腐蝕航天器設(shè)備。（任天）
