これらの岩石を食べる微生物は、月や火星への移住に役立つかもしれない

人類が月や火星、その他の天体に基地を建設するという前例のない一歩を踏み出そうとするなら、自活するために現地の岩石から資源を採取する必要があるかもしれない。ネイチャー・コミュニケーションズ誌に概説された新しい研究によると、その地味な仕事をする非常に小さな共犯者、つまり微生物に協力してもらえるかもしれないという。

微生物を利用して採掘作業を行うことは、地球上では当たり前のことだ。現在、世界の銅と金の約20％が岩石を食べるバクテリアの助けを借りて採掘されている。しかし、研究者らにとって、宇宙の他の場所でそれらのバクテリアがどれほどうまく機能するかは不明だった。

宇宙での採掘に微生物が適しているかどうかを調べるため、昨年 7 月に、スペース X 社のドラゴン カプセルに搭載されて国際宇宙ステーションに運ばれた初の実験 (バイオロックと呼ばれる) が行われた。ハイテクな空の故郷である宇宙で、宇宙飛行士たちは一連の小型反応炉を点火した。これは、マッチ箱ほどの大きさの採掘装置で、バクテリア溶液に浸した玄武岩 (月や火星でよく見られる火山岩の一種) の小塊が使われている。

選ばれたのは、スフィンゴモナス・デシカビリス、バチルス・サブチリス、カプリアビダス・メタリデュランスの3種類のバクテリアです。これらの微生物が約3週間岩石を食べている間、さまざまな重力条件（遠心分離機を使ってシミュレートされた、月、火星、地球のような重力に似た微小重力条件）にさらされました。研究者たちは次に、バクテリアが岩石サンプルからどれだけの鉄、マグネシウム、その他12種類以上の元素を引き出せるかを計測しました。（地球の住処に戻って、通常の重力条件での制御を可能にするため、試験は並行して行われました。）

研究対象となった 3 種の細菌のうち、S. desiccabilis は変化する重力条件に悩まされていないようだった。ネオジムやセリウムなどの元素を抽出する能力が最も高く、抽出効率は 70 パーセントだった。「微小重力は流体の挙動に影響を与えることが知られていることを考えると、異なる重力がバイオマイニングに有意な影響を与えなかったことに驚きました」と宇宙生物学者で研究の共同主執筆者であるチャールズ・コッケルは Space.com に語った。研究者によると、他の 2 種は低重力条件では効率が悪かったり、まったく作業できなかったりした。

この研究には関わっていないコーネル大学の合成生物学者バズ・バーストウ氏は、ケミカル・アンド・エンジニアリング・ニュースに対し、「このプロトタイプから宇宙で使用できるバイオマイニングシステムに至るまでには、明らかに多くのステップがある」とし、「しかし、素晴らしいスタートを切った」と語った。

コッケル氏は、宇宙で元素を採掘して地球に持ち帰るのは経済的に採算が合わないが、人類とこうした小さな採掘者との宇宙航行の同盟は、将来の地球外基地の支援に役立つかもしれないと付け加えた。研究者たちは、バクテリアがいつか、月の表土の一部を土に分解して宇宙野菜を育てたり、空気や水を生成する生命維持システムで使われる鉱物を抽出したりするのに役立ってくれることを期待している。

「小惑星、月、火星などの宇宙で見つかる物質から有用な元素を抽出するのに最も良い結果をもたらす微生物の種類を今後も探究すべきだと思いますし、宇宙でのこうした生物学的に強化された産業プロセスを最適化する技術の開発も続けるべきです」とコッケル氏は付け加えた。

今後、研究の著者らはバイオアステロイドに注目を向けている。バイオアステロイドは、粉砕した小惑星の物質を使って原子炉実験を再現し、12月に国際宇宙ステーションに打ち上げるという刺激的な実験である。