من المثير للدهشة أن مركبًا سامًا موجودًا على المريخ يمكن أن يساعد البكتيريا على إنتاج مواد تشبه الطوب يمكن استخدامها لتجميع الموائل على الكوكب الأحمر.
وفي عام 2025، أظهر باحثون في المعهد الهندي للعلوم كيف يمكن للبكتيريا Sporosarcina Pasturii، والتي توجد عادة في أرض التربة, يمكن أن تساعد في إنشاء الطوب من الثرى على القمر و المريخ. تنتج البكتيريا اليوريا كمنتج نفايات، والتي يمكن أن تتفاعل بعد ذلك مع الكالسيوم لإنتاج بلورات كربونات الكالسيوم. ومن ثم، عن طريق خلط بلورات كربونات الكالسيوم مع صمغ الغوار، وهو مادة لاصقة طبيعية مستخرجة من حبوب الغوار، يمكن ربط جزيئات الثرى المحلي معًا لتكوين مادة تشبه الطوب.
وقال شوبانشو شوكلا، وهو رائد فضاء في منظمة أبحاث الفضاء الهندية: “الفكرة هي الاستفادة من الموارد في الموقع قدر الإمكان”.ISRO) ومؤلف مشارك لورقة جديدة حول هذا الموضوع، قال في بيان. “ليس علينا أن نحمل أي شيء من هنا؛ في الموقع، يمكننا استخدام تلك الموارد وإنشاء تلك الهياكل، مما سيجعل التنقل والقيام بمهام مستدامة على مدى فترة من الزمن أسهل بكثير.”
نظرًا لأن عينات الثرى القمري نادرة وثمينة، وليس لدينا عينات من الثرى المريخي الحقيقي، فإن التجارب تستخدم المحاكيات بدلاً من ذلك – الثرى الاصطناعي المصمم ليكون أقرب ما يكون إلى الصفقة الحقيقية قدر الإمكان. ومع ذلك، ولأسباب تتعلق بالسلامة، تفتقد أجهزة المحاكاة المريخية عنصرًا رئيسيًا واحدًا: بيركلوراتوهي مادة كيميائية سامة تحتوي على الكلور، تم العثور عليها لأول مرة في الثرى المريخي في عام 2008 من قبل وكالة ناسا. فينيكس بنسبة وفرة تتراوح بين 0.5% إلى 1%.
لكن فيما يتعلق بالمحاكيات، ليست سمية البيركلورات هي المشكلة، بل هي قابلية الاشتعال العالية، ولذلك عادةً ما يتم إهمالها.
عند إجراء تجاربهم، كان على شوكلا وزملائه، بقيادة عالم الأحياء الدقيقة سواتي دوبي من جامعة فلوريدا، إضافة البيركلورات بعناية إلى جهاز محاكاة يسمى Mars Global Simulant 1، ثم رؤية مدى تأثيره. Sporosarcina Pasturiiالقدرة على إنتاج مواد صالحة للاستخدام كالطوب. أنتجت تجربتهم نتيجتين رئيسيتين: واحدة كانت متوقعة، والأخرى كانت مفاجئة للغاية.
ونظرًا لسمية البيركلورات، استخدم فريق دوبي سلالة أكثر قوة من البكتيريا الموجودة في التربة بالقرب من مدينة بنغالورو الهندية (المعروفة أيضًا باسم بنغالور). وكما هو متوقع، أثرت البيركلورات على البكتيريا عن طريق التسبب في إجهاد خلاياها، مما أدى إلى إبطاء نمو البكتيريا والتسبب في تكتل العديد من البكتيريا معًا. كما أدى ذلك إلى تعزيز إفراز البروتين والجزيء، مما أدى إلى إنتاج مادة تعرف باسم المصفوفة خارج الخلية (ECM).
على الرغم من الضرر الخلوي للبكتيريا، وجد الفريق أن مادة الطوب المنتجة أقوى مما كانت عليه في التجارب السابقة، ويعتقد دوبي أن الأمر كله يرجع إلى ECM.
باستخدام المجهر الإلكتروني لدراسة ما يحدث بين البكتيريا والمحاكاة، وجدت دوبي وفريقها أن المزيد من بلورات كلوريد الكالسيوم تتشكل، وأن ECM كان يشكل “جسورًا صغيرة” صغيرة بين الخلايا البكتيرية والبلورات.
وقال دوبي في نفس البيان: “عندما يتم دراسة تأثير البيركلورات على البكتيريا فقط بشكل منفصل، فهو عامل مرهق”. “ولكن في الطوب، مع وجود المكونات الصحيحة في الخليط، فإن البيركلورات تساعد.”
يبدو أن شيئًا ما يتعلق بتركيبة الطوب يساعد البكتيريا، وبالتأكيد بدون صمغ الغوار والمحفز على شكل كلوريد النيكل، لن ترى البكتيريا أي فائدة. يعتقد دوبي أن الجسور الصغيرة التي شكلتها ECM يمكن أن توفر طريقًا للعناصر الغذائية للوصول إلى البكتيريا، مما يساعد على إصلاح خلاياها المجهدة وتعزيز قدرة البكتيريا على ربط جزيئات الثرى بالطوب – وهي عملية تسمى التدعيم الحيوي.
إن اختبار فرضية دوبي هو الخطوة التالية، ويريد فريقها أيضًا تجربة عملية التثبيت الحيوي في جو غني بثاني أكسيد الكربون، لمحاكاة الغلاف الجوي على كوكب المريخ.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة ألوك كومار من المعهد الهندي للعلوم: “المريخ بيئة غريبة”. “ما سيكون تأثير هذه البيئة الغريبة الجديدة على الكائنات الحية على الأرض هو سؤال علمي مهم للغاية وعلينا الإجابة عليه.”
ونشرت النتائج في 29 يناير في المجلة بلوس واحد.
التعليقات