Un team di ricerca internazionale guidato dallo scienziato ZARM Dr. Cyprien Verseux ha identificato una sottospecie di cianobatteri che sembra essere più adatta per l'uso in un sistema biologico di supporto vitale che consentirebbe agli esseri umani di sopravvivere su Marte. I risultati sono pubblicati sulla rivista Microbiologia applicata e ambientale .

A prima vista, l'ambiente inospitale del Pianeta Rosso sembra contenere poche risorse utilizzabili per un sistema di supporto vitale o per la produzione alimentare. Ma l'atmosfera ad alto contenuto di carbonio (95%), l'atmosfera contenente azoto e il suolo della regolite rossa, ricco di ferro e una ricchezza di altri metalli e minerali, sono adatti a tali bioprocessi e la chiave sono i cianobatteri. Mentre sulla Terra appaiono spesso come fastidiose alghe blu-verdi e rovinano il nostro piacere di fare il bagno estivo, nel contesto di Marte possono essere descritti come maestri della sopravvivenza. Alimentati con polvere e atmosfera marziane e con la capacità di fotosintesi, alcuni microrganismi all'interno di questo phylum potrebbero produrre ossigeno e formare biomassa, che potrebbe servire a vari scopi, inclusa la produzione alimentare.

"Quando gli umani andranno su Marte, dovremo fornire loro grandi quantità di materiali di consumo:cibo, acqua, ossigeno e talvolta farmaci. E se la nostra presenza lì deve essere sostenibile, tutto ciò che non può venire dalla Terra, i costi e i rischi sarebbe troppo alto", ha affermato il dottor Cyprien Verseux, capo del Laboratorio di microbiologia spaziale applicata presso il Center for Applied Space Technology and Microgravity dell'Università di Brema.

Cosa rende il batterio modello così speciale?

L'approccio alla progettazione di un sistema di supporto vitale basato sui cianobatteri non è nuovo alla ricerca sull'esplorazione spaziale, tuttavia i progressi nel campo sono stati rallentati dalla mancanza di un batterio modello condiviso:il phylum dei Cyanobacteria conta migliaia di specie. Cyprien Verseux ei suoi colleghi hanno ora identificato il ceppo di cianobatterio Anabaena sp. PCC 7938 come molto promettente per un sistema di supporto vitale su Marte. Suggeriscono che potrebbe essere il modello condiviso di cui il campo ha bisogno.

Verseux spiega come sono arrivati ​​ai risultati:"Abbiamo prima preselezionato alcuni ceppi di cianobatteri in base alle conoscenze già disponibili. Abbiamo quindi cercato informazioni sul DNA genomico di questi ceppi e infine li abbiamo confrontati attraverso una serie di esperimenti in laboratorio. In breve , avevamo due serie di criteri:il primo riguardava le capacità dei cianobatteri di nutrirsi delle risorse disponibili su Marte. Il secondo riguardava le loro capacità di supportare la crescita di altri organismi, come piante commestibili e altri batteri, che sarebbero molto preziosi ma non poteva usare le risorse marziane direttamente."

Per quest'ultimo punto il team è riuscito, tra le altre cose, a coltivare la lenticchia d'acqua come pianta più alta e ricca di sostanze nutritive, utilizzando estratti dalla biomassa del cianobatterio come unica materia prima.

"Questa pianta cresce estremamente velocemente ed è completamente commestibile, il che la rende un ottimo candidato per l'agricoltura su Marte. Per curiosità, abbiamo effettivamente isolato la nostra lenticchia d'acqua da un ruscello nel parco paesaggistico di Brema", ha affermato Tiago Ramalho, anche lui scienziato presso ZARM e primo autore dello studio.

Con questi risultati, il team scientifico spera di potenziare la ricerca sui cosiddetti processi di utilizzo delle risorse in situ per Marte, ovvero l'utilizzo di risorse originarie del Pianeta Rosso. Per Cyprien Verseux la prospettiva è chiara:"Il nostro lavoro, e quello dei colleghi in questo campo, ha portato prove di concetto promettenti. Sembra che i cianobatteri potrebbero davvero essere nutriti da risorse marziane e, quindi, essere utilizzati per alimentare altri bioprocessi di interessi. Ma sapere che questo sistema potrebbe funzionare non è sufficiente. Dobbiamo migliorarlo, valutare se potrebbe essere abbastanza efficiente da valere la pena integrarlo nelle missioni su Marte e, in tal caso, sviluppare soluzioni pratiche, inclusi hardware e processi ."

Vogliono inoltre comprendere meglio i meccanismi biologici che rendono il ceppo selezionato di Anabaena sp. PCC 7938 così prezioso. "Le cose stanno appena iniziando e la quantità di lavoro di ricerca rimasta potrebbe essere scoraggiante. Fortunatamente, sta prendendo la direzione di uno sforzo altamente collaborativo:il numero di team che contribuiscono ai sistemi di supporto vitale basati su cianobatteri sta aumentando rapidamente", ha affermato Verseux. Il team ZARM spera che il suo ceppo modello renda più facile confrontare i risultati e basarsi sul lavoro dell'altro. + Esplora ulteriormente

Biotecnologie in forma per il Pianeta Rosso:nuovo metodo per coltivare cianobatteri in condizioni simili a quelle di Marte