S blížícím se termínem návratu amerických astronautů na Měsíc (v roce 2020?) NASA oprášila starý pokus pěstovat v lunární půdě sinice. Poprvé byl tento experiment představen v roce 2000 na 31. konferenci LPSC (Lunar and Planetary Science Conference, Houston, Texas, 13. -17. března 2000). S dlouhodobými pobyty v kosmu a plány na stavbu základen na Měsíci a na Marsu se stále častěji objevují biologické pokusy a snaha nalézt rostliny, které lze pěstovat v těchto extrémních podmínkách.
NASA plánuje posílat astronauty zpátky na Měsíc počínaje rokem 2020, s konečným cílem založit tam stálou měsíční základnu. Udržování takové základny je hlavní výzvou, protože dopravování jídla, paliva a dalších zásob ze Země raketami by bylo velmi nákladné. Každý kilogram zdrojů, které by byly vyprodukovány přímo na Měsíci, by pomohly snížit výdaje, což by usnadnilo udržování takovéto základny.
A tímto „spořičem“ financí by mohly být sinice (Cyanobacteria), které mají mimořádné vlastnosti. Sinice rostou v prostředí bohatém na vodu. Jsou to sice bakterie, ale stejně jako rostliny jsou závislé na fotosyntéze (přeměna anorganických látek na látky organické).
Někdy jsou sinice nesprávně nazývány „modrozelené řasy“, ale jsou to bakterie, s řasami ve skutečnosti nejsou v žádném případě spřízněny, jen se jim podobají. Český název pochází z přídavného jména sinný, což znamená modrý. Nejstarší fosilní záznamy o jejich existenci na Zemi pochází z geologické formace Apex Basalt v západní Austrálii a jsou staré 3,5 miliardy let. Byly dominantní formou života na Zemi po 1,5 miliardy let a jsou hlavními původci kyslíkaté atmosféry. V současné době je platně popsáno 241 rodů.
Sinice mají také poměrně velký hospodářský význam. Ve velkém měřítku se pěstuje a sklízí Arthrospira, která je zvláště v Africe významným zdrojem potravy místního obyvatelstva, v západním světě se pak pod názvem Spirulina prodává v potravinových doplňcích. Další sinice se používají v asijských kuchyních do omáček, polévek aj. Sinice jsou v lékařství také perspektivním zdrojem látek s antivirovými či fungicidními účinky a mnoho dalších.
Dopad na ekonomiku má také tzv. vodní květ sinic. Přemnožení typů produkujících cyanotoxiny má negativní vliv na cestovní ruch, přináší zdravotní problémy a v případě přemnožení v nádržích na pitnou vodu zvýšené náklady na obnovu mechanických filtrů a odstranění toxinů z vody.
Měsíční půda je nehostinná pro rostliny, protože živiny, které obsahuje, jsou „uzamčeny“ v tuhých minerálech, které rostliny nemohou rozbít. „Rajčata ani další potravinové rostliny tam neporostou,“ říká Igor Brown (Johnson Space Center, Houston, Texas, USA).
Experimenty vedené Brownem ukazují, že některé sinice mohou perfektně růst v měsíční půdě, pokud je jim dodávána voda, vzduch a světlo.
Brownův tým zkoušel pěstovat různé druhy sinic na materiálech, které byly navržené tak, aby se co nejvíce podobaly měsíční půdě. „Umělá“ půda obsahovala mnoho železnato-titaničitých minerálů nazvaných ilmenit, který je relativně hojný na Měsíci. Ilmenit se vyskytuje v přeměněných a vyvřelých horninách. Je to krystalický titanát (titaničitan) železnatý s chemickým vzorcem FeTiO3.
Sinice pro pokusy získali z horkých pramenů v Yellowstonském národním parku (Yellowstone National Park, Wyoming, USA). Když se daly do nádoby s vodou a umělou měsíční půdou, sinice začaly produkovat kyseliny, které překvapivě dobře „rozbíjely“ tuhé minerály, včetně ilmenitu.
Živiny uvolněné tímto způsobem vědci používali pro růst a množení rostlin. „Je to neuvěřitelné,“ řekl Brown. „Zničení stejných minerálů uměle by vyžadovalo zahřívání na velmi vysokou teplotu, při čemž by se spotřebovalo enormní množství energie.“ Sinice používají jen energii slunečního světla, proto pracují pomaleji než půda zahřívaná uměle.
Ačkoli několik druhů bylo schopno růst na umělé měsíční půdě, vyčníval zejména jeden – byl nejvýkonnější při rozrušování tuhých minerálů. Tento druh je pro vědu novinkou a vědci ho pojmenovali JSC-12.
Brown si představuje, že na Měsíci pro sinice budou postaveny „růstové komory“ - hydroponické skleníky, jako součást vícestupňového procesu pro využívání zdrojů vázaných v měsíční půdě. Komory s měsíční půdou by byly zásobeny vodou a slunečním světlem, aby sinice mohly růst.
Sinice sklizené z komor by pak mohly být dále zpracovány, aby se použily prvky, které sinice získaly z měsíční půdy. Např. by mohly sloužit jako hnojivo pro potravinové rostliny pěstované v hydroponických sklenících. Metan získaný ničením sinic by mohl být používán jako palivo pro rakety.
Podle Browna v budoucnosti by železo a další prvky získané z půdy sinicemi by mohly sloužit pro získání kovu na stavební stroje a další produkty na Měsíci.
„Vymyslete si téměř jakoukoliv chemickou sloučeninu a stoprocentně najdete nějakou baktérii, která ji pojídá a nepochybně taky nějakou další bakterii, která ji vyrábí. Vymyslete si sebešílenější metabolickou dráhu a klidně se můžete vsadit, že ji najdete v bakterii. Nedá se nic dělat, svět patří bakteriím.“ (Stanislav Mihulka: Bizarní energetický systém Pelagibactera)
Vědci nyní zkoušejí pěstovat sinice s co nejmenším možným úsilím. „Učíme se, jak kultivovat sinice v minimálních podmínkách,“ dodává Brown.
Zdroj: New Scientist, Wikipedie
Diskuze:
