12.11.2020
Сергей Васильев
2 358

Ученые предложили добывать ценные ресурсы астероидов с помощью бактерий

5.4

Эксперименты на Международной космической станции показали, что некоторые бактерии способны выделять из каменной породы редкоземельные элементы даже в условиях микрогравитации.

Биопленка Sphingomonas desiccabilis на базальте
Биопленка Sphingomonas desiccabilis на базальте / ©UK Centre for Astrobiology, University of Edinburgh, Rosa Santomartino

Жизнедеятельность определенных видов микробов на Земле ведет к накоплению редкоземельных элементов. Эти металлы играют громадную роль в современной микроэлектронике, однако в земной коре рассеяны действительно редко, что делает их добычу сложной задачей, приводит к серьезным экологическим проблемам и высокой стоимости. Поэтому ученые трудятся над созданием технологий биологической разработки таких ресурсов — «биомайнинга».

Такой подход снижает потребности в использовании едких веществ, необходимых для химического извлечения редкоземельных элементов: бактерии самостоятельно связывают и накапливают их. В будущем подобные 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.

Микрогравитация может влиять на перемешивание и оседание клеток, затрудняет приток питательных веществ и отток отходов жизнедеятельности. Поэтому часто она негативно сказывается на росте и развитии бактерий. Чтобы проверить ее эффекты на процессы биомайнинга, Чарльз Кокелл (Charles Cockell) и его коллеги из Эдинбургского университета провели эксперименты в рамках проекта ESA BioRock.

На МКС доставили бактерии Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis и Cupriavidus metallidurans, а также образцы базальта, из которых тем предстояло извлекать редкоземельные металлы. Их помещали в специально спроектированный биореактор KUBIK, в котором контролируется не только температура, но и «сила тяжести»: центрифуга раскручивает среду с нужной скоростью, позволяя имитировать различную гравитацию.

В ходе опытов ученые сравнили производительность всех трех видов бактерий при земной и марсианской гравитации, а также в микрогравитации, «естественной» на борту МКС. 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. desiccabilis с тем, что эти микробы синтезируют особенно много длинноцепочечных полисахаридов, которые обладают повышенной способностью связывать редкоземельные металлы. Вероятно, и другие бактерии можно заставить производить избыток таких полимеров, поместив их в определенные стрессовые условия, — но этот вопрос остается для будущих экспериментов.

Тем не менее уже полученные результаты показывают, что определенные виды бактерий могут использоваться для «космического биомайнинга». «Пока добывать эти элементы за пределами Земли экономически нецелесообразно, но потенциально “биомайнинг” позволит работать в космосе на самообеспечении, — сказал Чарльз Коквелл. — Например, возможна роботизированная или дистанционно управляемая добыча в лунном Океане Бурь, богатом редкоземельными элементами».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Предстоящие мероприятия
24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 16:42
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

Вчера, 13:43
Александр Березин

Пока Германия закрывает свои последние реакторы, КНР планирует ввести 150 новых атомных энергоблоков в ближайшие 15 лет. И часть из них будет вырабатывать совсем не электричество, а нечто, многократно более востребованное нашей цивилизацией: тепло. На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: