微生物農業が火星のテラフォーミングにどのように役立つか

先週、NASA が塩水堆積物の中に初めて液体の水を発見したことを発表し、火星は大きな注目を集めた。スペクトル測定とコンピューターによる分析を組み合わせて、生命にとって最も価値のある化学物質がそこにあるだけでなく、流れていることがわかった。これにより、火星の植民地化とそれに続くテラフォーミングが空想小説の夢物語以上のものになるかどうかという議論が巻き起こった。

テラフォーミングで最も重要な要件の 1 つは、微生物の生命です。確かに、その液体の水にバクテリア (正確には、過塩素酸塩呼吸生物) が存在する可能性があるとすでに信じている人もいます。しかし、惑星が持続可能になるためには、はるかに大きな生物多様性が必要です。ありがたいことに、火星の微生物コロニー化の可能性に焦点を当てた地球上の研究では、将来、火星で微生物農家になれるかもしれない非常に興味深い現象がいくつか明らかになりました。

最初のヒントは、NASA が、蒸発岩として知られる特殊なニッチ ゾーンで微生物が生存できる可能性を示唆した 25 年以上前に出ました。これらの結晶化した塩水領域は、技術的には乾燥していますが、水和結晶の形で水が残っている可能性があり、バクテリアが成長できます。2003 年に行われた、そのような環境 (ゲレロ ネグロの石膏平原) を調査した研究では、研究者は、水で目覚めるのを待っている静止状態で生きている微生物を発見しました。これは、火星の塩水に生命が存在する可能性と、そのような微生物を他の目的で採取できる可能性に信憑性を与えます。

塩水以外にも、微生物はチリのアタカマ砂漠のような乾燥した環境でも生き残ることができます。この地域は赤い惑星を研究するためのモデル環境として知られています。しかし、ここで生きられるのは細菌だけではありません。さまざまな藻類や菌類もこの場所を住処とすることができます。唯一の違いは、時折高湿度が発生することです。これは、少量の水だけで細菌を大量に増殖させるニッチな環境を形成する方法があるかもしれないことを示唆しています。

もちろん、ある地域から微生物を集めて別の場所で育てたとしても、必ずしも植物の発達につながるわけではない。火星で植物を育てられるよう、環境ははるかに湿度が高く、かなりの酸素が必要になる。これは、火星原位置推進剤生産の前身など、すでに知られている技術を使って実現できる。しかし、この機械は微生物からかなりの助けを受ける可能性がある。結局のところ、地球上では、空気中に送り込まれる酸素の大部分は微生物種によって作られている。特に二酸化炭素が豊富な南極でこれらの生物のプールを作ることで、酸素化率を高め、濃い大気の形成に貢献できる。

これらすべてが進行する中で、これらの微生物の最終的な用途は、地球の地下に生息する種を復活させることです。1970 年代初頭から、研究者は微生物が土壌の下で静止状態で生存できることを知っていました。また、アタカマ砂漠の地下でも微生物が発見されています。土の中に潜ることで、これらの生物を見つけ、補充されたニッチゾーンと相互作用させて生物多様性を高めることができるかもしれません。

もちろん、これらすべてが数十年後には可能になるかもしれないが、まだ残る疑問がひとつある。それは、それがうまくいくかどうかだ。火星の砂漠を地球のオアシスに変えることは本当に可能なのだろうか。その答えは、先週、中国の研究チームが砂漠を農地に変えるときに微生物レベルで何が起こるかを明らかにしたときに明らかになったかもしれない。

研究チームはユーラシア大陸の奥地グルバントングット砂漠で実験を行った。1990年に、ある土地が転換対象に指定された。灌漑と肥料を組み合わせて冬小麦の栽培を開始し、20年間続けた。2011年に、この地域の土壌と未処理の砂漠地帯のサンプルが採取された。研究チームはサンプルを研究室に持ち帰り、生物多様性に変化があるかどうか観察した。

予想通り、砂漠と農地の多様性の変化は驚くべきものでした。砂漠の豊かさは農地に比べれば取るに足らないものでした。さらに驚くべきことは、変化が表土レベルだけでなく地表下でも起こったことです。これは、すぐに元に戻るものではなく、長期的な変化の可能性を示しています。火星の観点から見ると、この研究は、1世代以内に適切に機能する微生物のニッチ環境が見られる可能性があることを示唆しています。

火星で大規模なテラフォーミング作戦を遂行できる可能性は、まだ数十年、いや1世紀も先の話だ。しかし、地球で見てきたことから、ニッチな変化を起こすという概念は確かに可能かもしれない。これを実現するためには、この目標を達成するために必要な最も重要な生命体は人間ではなく、微生物であることを認識する必要がある。