Στόχος η εξασφάλιση τροφή για τους μελλοντικούς εποίκους του Κόκκινου Πλανήτη χωρίς να χρειάζεται να μεταφέρονται προμήθειες από τη Γη.
Επιστήμονες από τις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Βραζιλία εξετάζουν πώς οι ωφέλιμοι μύκητες θα μπορούσαν να μετατρέψουν το σεληνιακό και αρειανό ρηγόλιθο σε γόνιμο υπόστρωμα για καλλιέργειες.
Βρίσκεσαι στην τέταρτη επανδρωμένη αποστολή στον Άρη και σου έχει ανατεθεί να δημιουργήσεις την πρώτη αυτοσυντηρούμενη καλλιέργεια τροφίμων σε έναν αρειανό οικισμό. Είσαι νευρικός επειδή χρησιμοποιείς ένα νέο είδος μυκήτων, τους αποκαλούμενους ωφέλιμους μύκητες, οι οποίοι όπως σου έχουν πει θα βοηθήσουν στη βελτίωση του αρειανού ρηγόλιθου, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την καλλιέργεια φυτών.
Σου είπαν ότι αν το καταφέρεις όχι μόνο θα δώσουν το όνομά σου σε ένα σχολείο αλλά θα μπορέσεις επίσης να εξασφαλίσεις τροφή για τους μελλοντικούς εποίκους χωρίς να χρειάζεται να μεταφέρεται από τη Γη.
Παρότι η καλλιέργεια φυτών στον Άρη με τη βοήθεια μυκήτων μπορεί να αποτελεί απλά μια ιδέα που η πιθανή εφαρμογή της δεν έχει ορατό χρονικό ορίζοντα αλλά αυτό δεν εμπόδισε μια διεθνή ομάδα επιστημόνων από τις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Βραζιλία να διερευνήσει μη παραδοσιακές μεθόδους ενίσχυσης της παραγωγής καλλιεργειών.
Το σχέδιο
Με τα ευρήματά της μελέτης να δημοσιεύονται στην επιθεώρηση «Frontiers in Astronomy and Space Sciences» οι ερευνητές εξετάζουν πώς μια κατηγορία μυκήτων, γνωστή ως ωφέλιμοι μύκητες, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να μετατρέψει τον τοξικό και φτωχό σε θρεπτικά συστατικά σεληνιακό και αρειανό ρηγόλιθο σε ένα βιολογικά φιλικό έδαφος για την καλλιέργεια φυτών.
Ο ρηγόλιθος είναι στρώμα αραιών ετερογενών επιφανειακών κοιτασμάτων που καλύπτει στερεό πέτρωμα. Περιλαμβάνει σκόνη, χώμα, σπασμένο πέτρωμα και άλλα σχετικά υλικά, και υπάρχει στη Γη, στη Σελήνη, στον Άρη, σε μερικούς αστεροειδείς και σε άλλους γήινους πλανήτες και σε φεγγάρια.
Οι ωφέλιμοι μύκητες είναι είδη μυκήτων που υποστηρίζουν την ανακύκλωση και αξιοποίηση των θρεπτικών συστατικών στα φυτά, στο έδαφος και σε άλλους οργανισμούς.
Για τη μελέτη οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στο γεγονός ότι ο σεληνιακός και ο αρειανός ρηγόλιθος παρουσιάζουν έλλειψη βασικών θρεπτικών συστατικών που απαιτούνται για την ανάπτυξη φυτών ιδιαίτερα αζώτου, καλίου και φωσφόρου και εξέτασαν τρόπους αντιμετώπισης αυτού του προβλήματος.
Το στρες
Οι ερευνητές αναφέρθηκαν σε αρκετά είδη μυκήτων στη Γη που έχει παρατηρηθεί ότι ενισχύουν την ανάπτυξη των φυτών αυξάνοντας την απορρόφηση θρεπτικών συστατικών ενώ παράλληλα μπορούν να λειτουργούν υπό συνθήκες αβιοτικού στρες δηλαδή στρες που προκαλείται από μη βιολογικούς παράγοντες. Εξετάστηκαν επίσης είδη μυκήτων που έχουν χρησιμοποιηθεί στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.
Το αβιοτικό στρες είναι ιδιαίτερα σημαντικό επειδή τα φυτά θα πρέπει να καλλιεργούνται σε υλικά φτωχά σε θρεπτικά συστατικά, όπως ο σεληνιακός και ο αρειανός ρηγόλιθος. Για να αντιμετωπιστεί αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές προτείνουν τη χρήση αρβουσκουλωδών μυκορριζικών μυκήτων (AMF) οι οποίοι χρησιμοποιούνται στη βοτανική από τα μέσα του 19ου αιώνα και λειτουργούν ουσιαστικά ως μια μικροσκοπική προέκταση του ριζικού συστήματος ενός φυτού.
Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι χρειάζονται μελλοντικές μελέτες για να καλυφθούν τα κενά γνώσης σχετικά με την καλλιέργεια φυτών σε πραγματικές συνθήκες, και ειδικότερα σε πραγματικό σεληνιακό και αρειανό ρηγόλιθο. Παρ’ όλα αυτά εκφράζουν αισιοδοξία ότι οι μύκητες θα μπορούσαν στο μέλλον να βοηθήσουν στην παραγωγή άφθονων καλλιεργειών χρησιμοποιώντας υλικά από τη Σελήνη και τον Άρη.
Η διαστημική γεωργία
Στο συμπέρασμα της μελέτης αναφέρεται ότι η ενσωμάτωση μυκήτων που προάγουν την ανάπτυξη των φυτών σε συστήματα γεωργίας που βασίζονται σε σεληνιακό ή αρειανό ρηγόλιθο θα μπορούσε να αποτελέσει στρατηγική ενίσχυση της παραγωγής τροφίμων στο διάστημα και της δημιουργίας ανθρώπινων οικισμών πέρα από τη Γη.
Μύκητες όπως οι Trichoderma και διάφοροι αρβουσκουλωδείς μυκορριζικοί μύκητες (AMF, Glomeromycota) ξεχωρίζουν για την ικανότητά τους να:
*περιορίζουν το αβιοτικό στρες
* κινητοποιούν απαραίτητα θρεπτικά συστατικά
* ενδεχομένως να βελτιώνουν τις φυσικοχημικές ιδιότητες του ρηγόλιθου
Αυτοί οι μικροοργανισμοί προσφέρουν ένα πολλά υποσχόμενο βιοτεχνολογικό εργαλείο για τη μετατροπή του ανόργανου περιβάλλοντος του ρηγόλιθου και τη βελτίωση του τεχνητά σχεδιασμένου μικροβιώματος που θα εισαχθεί σε αυτά τα αφιλόξενα υποστρώματα.
Η χρήση του σεληνιακού και του αρειανού ρηγόλιθου για την καλλιέργεια φυτών αποτελεί μια πρακτική που ονομάζεται αξιοποίηση επιτόπιων πόρων (In Situ Resource Utilization — ISRU), γνωστή επίσης ως «ζώντας από τη γη». Η ιδέα είναι να χρησιμοποιούνται οι τοπικοί και διαθέσιμοι πόροι για την εξασφάλιση βασικών στοιχείων που απαιτούνται για μια αποστολή, χωρίς να χρειάζεται να μεταφέρονται όλα από εξωτερικές πηγές.
Στην περίπτωση της Σελήνης και του Άρη, η αξιοποίηση του διαθέσιμου ρηγόλιθου — ο οποίος είναι ουσιαστικά ακατάλληλος από μόνος του για την ανάπτυξη φυτών λόγω της έλλειψης θρεπτικών συστατικών — σε συνδυασμό με ωφέλιμους μύκητες θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά, και ενδεχομένως να εξαλείψει, την ανάγκη μεταφοράς εδάφους από τη Γη για την παραγωγή τροφίμων.
Αυτό θα μπορούσε να μειώσει δραστικά το οικονομικό και εφοδιαστικό κόστος της μεταφοράς μεγάλων ποσοτήτων τροφίμων και υλικών από τη Γη στη Σελήνη και τον Άρη.
Η αξιοποίηση επιτόπιων πόρων για μελλοντικές επανδρωμένες αποστολές στη Σελήνη και τον Άρη αποτελεί μέρος του προγραμμάτος Moon to Mars Architecture της NASA. Η συγκεκριμένη μελέτη προστίθεται σε μια ολοένα μεγαλύτερη σειρά ερευνών που ασχολούνται με το ISRU και ειδικότερα, με τη χρήση σεληνιακού και αρειανού ρηγόλιθου για την καλλιέργεια φυτών.
