Aralarında Amsterdam Üniversitesi, Delft Teknoloji Üniversitesi ve Hollanda Uzay Araştırmaları Enstitüsü’nün de bulunduğu çeşitli üniversite ve enstitülerden araştırmacılardan oluşan bir ekip, Mars’ta gerçekleştirilebilecek koşullar altında biyoproseslerin potansiyel performansını değerlendirmeyi amaçlayan kapsamlı bir çalışma yürüttü. Çalışmalarının sonuçları ön baskı portalı biorxiv.org’da yayınlandı.
Çalışmanın bir parçası olarak bilim insanları, Mars koşullarında biyosistemlerin kaynak verimliliğini ve ölçeklenmesini değerlendirmek için model organizma olarak bir siyanobakteriyi (Anabaena sp. PCC 7938) kullandılar. Siyanobakteriler, atmosferik nitrojeni ve karbondioksiti sabitleyebilen fotosentetik organizmalardır ve bu da onları uzay biyoteknolojisinde kullanım için umut verici adaylar haline getirir.
Siyanobakteri kültürü deneyleri, su, ışık, sıcaklık, regolit mineralleri, perklorat ve atmosferik karbon ve nitrojen dahil olmak üzere Mars ortamını simüle eden koşullar altında gerçekleştirildi. Bilim adamları, suyun mevcudiyeti, ışık yoğunluğu, sıcaklık ve Mars regolitindeki minerallerin varlığı gibi çeşitli faktörlerin siyanobakterilerin büyümesi ve üretkenliği üzerindeki etkisini araştırdı. Ayrıca Mars’ta yaygın olarak bulunan ve canlı organizmalar için toksik olabilen perkloratların etkilerini de incelediler.
Bilim insanları, biyoproseslerin potansiyel üretkenliğini ve kaynak kullanımının verimliliğini tahmin etmek için deneylerden elde edilen verilere dayanan bir model geliştirdiler. Model, siyanobakterilerin büyümesini ve üretkenliğini etkileyen çeşitli faktörleri hesaba katıyor ve Mars koşulları altında biyolojik süreçlerde başabaş noktasına ulaşmak için gereken süreyi tahmin etmemize olanak tanıyor.
Araştırmanın sonuçları, biyoproseslerde başabaş noktasına birkaç yıl içinde ulaşılabileceğini gösterdi. Model aynı zamanda çeşitli faktörlerin biyolojik sistemlerin verimliliği ve kaynak kullanımının verimliliği üzerindeki etkisini değerlendirmemize de olanak tanır. Örneğin bilim insanları, suyun mevcudiyeti ve ışık yoğunluğunun, Mars koşullarında siyanobakterilerin büyümesini ve üretkenliğini etkileyen temel faktörler olduğunu bulmuşlardır.
Modelimiz, belirli koşullar ve varsayımlara bağlı olarak başabaş noktalarına 2-5 yıl içinde ulaşılabileceğini öngörüyor
Ayrıca araştırmacılar kaynak verimliliğini ve model doğruluğunu artırmayı amaçlayan gelecekteki araştırma yönlerini de tartıştılar. Bu, aşırı koşullarda hayatta kalabilen diğer siyanobakteri türlerinin ve mikroorganizmaların incelenmesini ve biyosistemlerin kültürlenmesi ve ölçeklendirilmesi için yeni yöntemlerin geliştirilmesini içerir.
Araştırmacılar, bulgularının uzayda pahalı testlere olan ihtiyacı önemli ölçüde azaltabileceğini ve Mars’ta biyoteknolojik olarak desteklenen, sürdürülebilir bir insan varlığının gelişimini hızlandırabileceğini söylüyor. Ek olarak model, biyoproseslerin Ay veya asteroitler gibi diğer ekstrem ortamlardaki potansiyel performansını değerlendirmek için de kullanılabilir.