Kozmikus biobányászat
(Rovat: Különös találmányok - 2019.05.02 08:15.)

A szó szoros értelmében „kőevő” baktériumok fémeket oldanak ki a kőzetekből. Ha súlytalanságban is jól dolgoznak, akkor Földön kívüli hasznosításuk is elképzelhető.

A mikrobák és a kőzetek közötti kölcsönhatást folyadékfázisban több módon is befolyásolja a gravitáció. Alacsony gravitációjú környezetben vagy súlytalanságban csökken a termikus konvekció, ami minimálisra szorítja a természetes keveredést a folyadékokban és gázokban. Emiatt kevesebb tápanyaghoz és oxigénhez jutnak a baktériumok, ami fékezi a növekedésüket, szaporodásukat és bányászati képességüket. (A mikrobák képesek a kőzetek erodálására, miközben különböző ionokat vonnak ki belőle. Ezt a természetes folyamatot nevezik biobányászatnak, amelynek során különböző ércekből hasznosítható fémeket lehet kivonni.) A BioRock kísérlet célja az említett képességek súlytalanság hatására bekövetkező a csökkenésnek az igazolása és számszerűsítése, valamint annak megállapítása, milyen morfológiai és genetikai változások következnek be a biofilmekben.

A BioRock kísérlet az Edinburgh-i Egyetemen három mikrobafajjal folyik, ezek egyike a képen látható Sphingomonas desiccabilis (a másik kettő a Bacillus subtilis és a Cupriavidus metallidurans). A kísérlet során a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén azt is szeretnék megállapítani, miként változik súlytalanságban a biofilmek képződése. (A biofilm vagy biohártya mikroorganizmusok egy felületen összetapadt, egybefüggő bevonatot képező sejtjeit jelenti.)

A biobányászat bevett gyakorlat a Földön, amelynek részleteiről, technológiájáról, fő területeiről és a pontos szóhasználatról a lent hivatkozott magyar nyelvű cikkben és az ottani bőséges irodalomjegyzékben felsorolt írásokban kaphat áttekintést az érdeklődő olvasó. A cikk szerzője szerint „a biobányászat és biokioldás kutatása jelentős jövő előtt áll”. Ezt egészíti ki az ESA híradása azzal, hogy nemcsak a Földön, hanem például a Holdon, a Marson és a kisbolygókon is. (Az űrkísérletek természetesen érdekesek, de az égitesteken a nyersanyagok ipari méretű, üzleti célú kitermelése a jelenlegi nemzetközi jogi környezetben mindenképp illegális, akármilyen módszerrel történjék is, hiszen a vonatkozó ENSZ-egyezmények nem tartalmaznak a technológiára vonatkozó megkötést. – B.E.)

Bazalton növő Sphingomonas desiccabilis baktériumtenyészet mikroszkopikus képe. A biofilm foltja a bazalt természetes porozitásából adódó, középső üregtől jobbra látható. (Kép: UK Centre for Astrobiology / University of Edinburgh / Rosa Santomartino)

Egyelőre persze ipari méretű kitermelésről szó sincs, a BioRock kísérlet résztvevői még azt is csak tervezik, hogy berendezésük a földi előkísérletek után a SpaceX júliusban indítandó teherűrhajójával feljuthat az ISS-re. A földi kísérletek során három szervezet sejtjeit oltották be bazaltba, és szárították rá a kőzetre, majd „táplálék” adagolásával helyreállították a sejtek növekedését. A biofilmet három héten át 20 °C-on hagyták növekedni, majd a mintákat egy hónapon keresztül 4–6 °C-on tárolták. Ezután fluoreszcens mikroszkóppal vizsgálták meg az esetenként igen látványos eredményt (lásd a képen). Az ISS-en végzendő kísérletben az eszközbe épített centrifuga segítségével a három baktériumfaj viselkedését nemcsak súlytalanságban, hanem a centrifugával előállított 0,38g (marsi nehézkedés) és 1g nehézkedés mellett is meg tudják vizsgálni (utóbbit azért, hogy az ISS-en kapott eredményeket össze lehessen vetni a földi kontrollkísérlet eredményeivel). A kísérlet részletes leírása az International Journal of Astrobiology folyóirat cikkében olvasható.

A kutatók remélik, hogy a súlytalanságban végzendő kísérletek eredménye alapján fel tudják térképezni a mikrobákból és kőzetekből álló rendszerek viselkedését, nemcsak a súlytalanságban, hanem a földinél gyengébb gravitációjú égitesteken is. Remélik, hogy ezáltal megteremthetik a földönkívüli biobányászat technológiai alapjait és olyan mikrobákat kísérletezhetnek ki, amelyek a hosszú időtartamú űrrepüléseken hasznosíthatók lesznek az életfenntartó rendszerekben.