Hvad vil mennesker spise på Mars efter at de koloniserer den røde planet?

Forberedelser er allerede i gang for missioner, der vil lande mennesker på Mars om et årti eller deromkring. Men hvad ville folk spise, hvis disse missioner i sidste ende fører til den permanente kolonisering af den røde planet?

Når (hvis) mennesker gør det til Mars, vil en stor udfordring for enhver koloni være at skabe en stabil fødevareforsyning. De enorme omkostninger ved at lancere og genoplive ressourcer fra Jorden vil gøre det upraktisk.

Mennesker på Mars bliver nødt til at bevæge sig væk fra fuldstændig afhængighed af fragtfragt og opnå et højt niveau af selvforsynende og bæredygtigt landbrug.

Læs mere: Opdaget: En stor væskende vand sø under den sydlige pol i Mars

Den nylige opdagelse af flydende vand på Mars - som tilføjer nye oplysninger til spørgsmålet om, hvorvidt vi finder livet på planeten - øger muligheden for at bruge sådanne forsyninger for at hjælpe med at dyrke mad.

Men vand er kun en af ​​mange ting, vi har brug for, hvis vi skal vokse nok mad på Mars.

Hvad slags mad?

Tidligere arbejde har foreslået brugen af ​​mikrober som fødevarekilde på Mars. Anvendelsen af ​​hydroponiske drivhuse og kontrollerede miljøsystemer, som ligner en, der testes om bord på den internationale rumstation for at dyrke afgrøder, er en anden mulighed.

Denne måned, i tidsskriftet Gener, giver vi et nyt perspektiv baseret på brugen af ​​avanceret syntetisk biologi for at forbedre den potentielle ydeevne af plantelivet på Mars.

Syntetisk biologi er et hurtigt voksende felt. Det kombinerer principper fra teknik, DNA videnskab og datalogi (blandt mange andre discipliner) for at give nye og forbedrede funktioner til levende organismer.

Ikke alene kan vi læse DNA, men vi kan også designe biologiske systemer, teste dem og endda konstruere hele organismer. Gær er blot et eksempel på en industriel arbejdshestemikro, hvis hele genom er i øjeblikket ved at blive re-engineered af et internationalt konsortium.

Teknologien har udviklet sig så langt, at præcisionsteknologi og automatisering nu kan slås sammen til automatiserede robotter, kendt som biofoundries.

Disse biofoundries kan teste millioner af DNA-designs parallelt for at finde organismerne med de kvaliteter, vi leder efter.

Mars: Jordlignende men ikke Jord

Selv om Mars er den mest jordlignende af vores naboplaneter, varierer Mars og Jorden på mange måder.

Læs mere: Kære dagbog: Solen har aldrig sat på den arktiske Mars-simulering

Tyngdekraften på Mars er omkring en tredjedel af den på Jorden. Mars modtager omkring halvdelen af ​​sollyset, vi får på jorden, men meget højere niveauer af skadelige ultraviolette (UV) og kosmiske stråler. Overfladetemperaturen på Mars er ca. -60 grader Celsius, og den har en tynd atmosfære primært lavet af kuldioxid.

I modsætning til jordens jord, som er fugtig og rig på næringsstoffer og mikroorganismer, der understøtter plantevækst, er Mars dækket af regolith. Dette er et tørt materiale, der indeholder perchloratkemikalier, der er giftige for mennesker.

Også - på trods af den seneste underjordiske søfund - findes vand på Mars hovedsagelig i form af is, og planetens lave atmosfæriske tryk gør det flydende vand koge ved ca. 5 grader Celsius.

Planter på jorden har udviklet sig i hundredvis af millioner af år og er tilpasset terrestriske forhold, men de vil ikke vokse godt på Mars.

Det betyder, at betydelige ressourcer, der ville være knappe og uvurderlige for mennesker på Mars, som flydende vand og energi, skulle tildeles for at opnå et effektivt landbrug ved kunstigt at skabe optimale vækstbetingelser.

Tilpasning af planter til Mars

Et mere rationelt alternativ er at bruge syntetisk biologi til at udvikle afgrøder specifikt til Mars. Denne formidable udfordring kan tackles og fremskyndes ved at opbygge en plantefokuseret Mars Biofoundry.

Et sådant automatiseret anlæg ville være i stand til at fremskynde konstruktionen af ​​biologiske konstruktioner og afprøvning af deres ydeevne under simulerede martianske forhold.

Med tilstrækkelig finansiering og aktivt internationalt samarbejde kan en sådan avanceret facilitet forbedre mange af de træk, der kræves for at gøre afgrøder trives på Mars inden for et årti.

Dette omfatter forbedring af fotosyntese og fotoprotektion (for at beskytte planter mod sollys og UV-stråler) samt tørke og koldtolerance i planter og tekniske højtydende funktionelle afgrøder. Vi skal også modificere mikrober for at afgifte og forbedre jordens jordkvalitet.

Dette er alle udfordringer, der ligger inden for evnen til moderne syntetisk biologi.

Fordele for jorden

Udvikling af den næste generation af afgrøder, der kræves for at opretholde mennesker på Mars, ville også have store fordele for mennesker på Jorden.

Læs mere: Før vi koloniserer Mars, lad os se på vores problemer på Jorden

Den voksende globale befolkning øger efterspørgslen efter mad. For at imødekomme denne efterspørgsel skal vi øge landbrugsproduktiviteten, men det skal vi gøre uden at påvirke vores miljø negativt.

Den bedste måde at nå disse mål på er at forbedre de afgrøder, der allerede er meget udbredt. Opsætning af faciliteter som den foreslåede Mars Biofoundry ville bringe enorm fordel for turnaroundtiden for planteforskning med konsekvenser for fødevaresikkerhed og miljøbeskyttelse.

Så i sidste ende vil den største modtager af indsatsen for at udvikle afgrøder til Mars være jorden.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på The Conversation af Briardo Llorente. Læs den oprindelige artikel her.