这是如何在火星上种植作物,以便人类可以在那

对于将在十年左右将人类置于火星上的任务的准备工作已经在进行中。但如果这些任务最终导致红色星球的永久殖民化,那么人们会吃什么呢?如果人类曾经将它带到火星上,那么任何殖民地的主要挑战就是如何产生稳定的食物供应。从地球发射和补给资源的巨大成本将使这种做法变得不切实际。火星上的人类将需要摆脱对装运货物的完全依赖,并实现高水平的自给自足和可持续农业。最近发现液态水火星 - 它为这个星球上是否有生命的问题增加了新的信息 - 确实提高了使用这些资源来帮助种植食物的可能性。但水只是众多的一种。如果我们需要种植足够的食物来维持火星上的生命,我们就需要这些食物。以前的工作建议使用微生物作为食物来源。使用水培温室和受控环境系统,类似于在国际空间站上测试种植作物的温室,是另一种选择。本月,在Genes杂志中,我们提供了一个基于先进合成生物学使用的新视角。提高火星上植物生命的潜在性能。合成生物学是一个快速发展的领域。它结合了工程,DNA科学和计算机科学(以及许多其他学科)的原理,为生物体提供新的和改进的功能。我们不仅可以阅读DNA,还可以设计生物系统,测试它们甚至引擎整个生物体。酵母只是工业主力微生物的一个例子,其全基因组目前正由国际财团重新设计。到目前为止,技术已取得进展,精密基因工程和自动化现在可以合并到自动化机器人设施中,称为生物技术。生物膜可以并行测试数百万个DNA设计,以找到具有我们正在寻找的品质的生物体。耳朵:类似地球但不是地球尽管火星是地球上最像地球的,但是火星和地球在很多方面都有所不同。火星上的引力大约是地球引力的三分之一。火星接收到我们在地球上获得的大约一半的阳光,但是有害的紫外线(UV)和宇宙射线的含量要高得多。火星的表面温度是大约-60°C(-76°F),它有一个主要由二氧化碳组成的稀薄大气。与地球的土壤不同,它是潮湿的,富含营养和微生物,支持植物生长,火星覆盖着风化土。这是一种含有对人类有毒的高氯酸盐化学物质的干旱物质。尽管最新的地下湖泊发现 - 火星上的水主要以冰的形式存在,地球的低气压使得液态水沸腾大约5°C(41°F)。地球上的植物已经进化了数亿年并且适应了陆地条件,但它们在火星上生长不好。这意味着对人类来说稀缺和无价的大量资源在火星上,如液态水和能源,需要分配以实现效率通过人工创造最佳植物生长条件进行耕作。将植物赋予沼泽更合理的选择是使用合成生物学来开发专门用于火星的作物。通过建立以植物为中心的火星生物创伤,可以解决和快速追踪这一艰巨的挑战。这样一个自动化设施将能够加速生物设计的工程设计,并在模拟的火星条件下测试其性能。在充足的资金和积极的国际合作下,这样一个先进的设施可以改善许多在十年内使作物在火星上茁壮成长所需的特性。美国宇航局的精神流浪者拍摄的火星表面的视图。 NASA / JPL-Caltech / Cornell Univ。这包括改善光合作用和光保护(以帮助prot来自阳光和紫外线的植物,以及植物的干旱和耐寒性,以及工程化的高产功能性作物。我们还需要修改微生物来解毒并改善火星土壤质量。这些都是现代合成生物学能力范围内的挑战。地球的益处开发在火星上维持人类所需的下一代作物也将为人们带来巨大的好处在地球上。不断增长的全球人口正在增加对食物的需求。为了满足这一需求,我们必须提高农业生产力,但我们必须这样做而不会损害我们的环境。实现这些目标的最佳方法是改善已经广泛使用的作物。建立像Mars Biofoundry这样的设施将是非常重要的有利于植物研究的周转时间,这对粮食安全和环境保护具有重要意义。最终,为火星开发作物的努力的主要受益者将是Earth.Briardo Llorente,麦考瑞大学CSIRO合成生物学未来科学研究员本文最初在The Conversation上发表。阅读原始文章。