Новый метод: ученые предлагают использовать бактерии для извлечения ресурсов из астероидов

Новости МирТесен

Проведенные исследования на Международной космической станции продемонстрировали способность некоторых бактерий извлекать редкоземельные элементы из горных пород даже при условиях микрогравитации.

Активность определенных видов микроорганизмов на Земле приводит к концентрации редкоземельных элементов. Эти металлы имеют огромное значение в современной микроэлектронике, однако их распределение в земной коре неравномерно, что затрудняет добычу, влечет за собой серьезные экологические последствия и обуславливает высокую стоимость. В связи с этим научные работники разрабатывают технологии биовыщелачивания ресурсов — биомайнинга».

Благодаря такому методу удается уменьшить потребность в агрессивных химических реагентах, которые обычно используются для извлечения редкоземельных элементов, поскольку бактерии способны самостоятельно удерживать и концентрировать их. В перспективе, аналогичные технологии позволят добывать такие металлы даже на астероидах и других небесных телах. И это удалось подтвердить во время недавних экспериментов на борту МКС, результаты которых представлены в новой статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Воздействие микрогравитации может нарушать процессы перемешивания и осаждения клеток, а также препятствовать доставке питательных веществ и удалению продуктов обмена. В результате, она нередко оказывает негативное влияние на рост и развитие бактерий. Для изучения влияния микрогравитации на процессы биомайнинга, Чарльз Кокелл и его коллеги из Эдинбургского университета провели ряд экспериментов в рамках проекта ESA BioRock.

На МКС доставили бактерии Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis и Cupriavidus metallidurans, для дальнейшей обработки были подготовлены образцы базальта, из которых планировалось извлечь редкоземельные металлы. Они были помещены в биореактор KUBIK, конструкция которого позволяет контролировать не только температуру, но и гравитационный фактор: центрифуга обеспечивает заданную скорость вращения, позволяющую имитировать различные условия гравитации.

Исследователи провели эксперименты, чтобы оценить, как земная, марсианская и микрогравитация (возникающая на МКС) влияют на эффективность работы трех видов бактерий. B. subtilis и C. metallidurans не работали ни в каких условиях, помимо «земных». Зато S. desiccabilis продемонстрировали, что способны к биомайнингу при любом притяжении, извлекая при этом около 70 процентов содержавшихся в базальте церия и неодима.

Авторы связывают такие «суперсилы» S. desiccabilisЭто связано с тем, что эти микроорганизмы активно синтезируют длинноцепочечные полисахариды, которые характеризуются повышенной эффективностью в связывании редкоземельных металлов. Исследователи предполагают, что и другие бактериальные виды можно будет стимулировать к избыточному производству подобных полимеров, создавая для них специфические стрессовые условия; однако этот аспект требует дальнейших исследований.

Тем не менее, уже полученные данные свидетельствуют о возможности применения определенных видов бактерий для «космического биомайнинга». В настоящее время извлечение этих элементов за пределами Земли экономически невыгодно, но в будущем «биомайнинг» может обеспечить автономную работу в космическом пространстве. сказал Чарльз Коквелл. — В качестве примера, можно рассмотреть роботизированную или удаленно управляемую добычу ресурсов на Луне Океане Бурь, богатом редкоземельными элементами».