تصور کنید در چهارمین ماموریت سرنشیندار خود به مریخ حضور دارید و مامور شدهاید که نخستین محصول غذایی خودکفا را در یک سکونتگاه مریخی ایجاد کنید. کمی مضطرب هستید، چراکه قرار است از نوع جدیدی از قارچها به نام «قارچهای مفید» استفاده کنید؛ قارچهایی که به گفته دانشمندان رگولیت (یا همان سنگ پوشه) مریخ را بهبود داده و آن را به بستری مناسب برای کشت محصولات کشاورزی تبدیل میکنند. همچنین بهطور محرمانه به شما گفتهاند که انجام موفقیتآمیز این ماموریت نهتنها باعث نامگذاری یک دبیرستان به نام شما میشود، بلکه ساکنان آینده مریخ را نیز بدون نیاز به انتقال موادغذایی از زمین تغذیه خواهید کرد. قارچ های مریخی این امکان را برای شما فراهم میکنند.
قارچ های مریخی؛ راهی برای شروع کشتوکار در سیاره سرخ
هرچند پرورش محصولات کشاورزی روی مریخ با استفاده از قارچها ممکن است دههها زمان ببرد، اما این موضوع باعث نشده که تیمی بینالمللی از دانشمندان آمریکایی و برزیلی از بررسی ایده رفع محدودیتهای افزایش تولید محصولات کشاورزی دست بکشند.
پژوهشگران در مطالعهای که بهتازگی در نشریه Frontiers in Astronomy and Space Sciences منتشر شده، توضیح دادهاند که چگونه بعضی از انواع قارچها به نام «قارچهای مفید» این قابلیت را دارند که رگولیت یا سنگپوشههای سمی و فاقد مواد مغذی ماه و مریخ را به خاکی مناسب و زیستسازگار برای کشت محصولات کشاورزی تبدیل کنند. قارچهای مفید گونهای از قارچها هستند که چرخه مواد مغذی را برای گیاهان، خاک و سایر جانداران به جریان میاندازند.
در این مطالعه، پژوهشگران با استفاده از یک مقاله مروری بر این موضوع متمرکز شدند که چرا رگولیت ماه و مریخ از نظر مواد مغذی حیاتی موردنیاز برای رشد محصولات کشاورزی، بهویژه نیتروژن، پتاسیم و فسفر، دچار کمبود است و چگونه میتوان بر این مشکل غلبه کرد.
محققان به این نکته نیز اشاره کردند که چندین گونه قارچی روی زمین مشاهده شده که با افزایش جذب مواد مغذی، بهویژه در شرایط تنشهای غیرزیستی (موجودات غیرزنده) رشد گیاه را تقویت میکنند. پژوهشگران همچنین گونهای از قارچها که در ایستگاه فضایی بینالمللی مورد استفاده قرار میگیرند را معرفی کردند که همان قارچ های مریخی هستند.
علت انتخاب قارچهای مفید برای شروع کاشت گیاهان در مریخ
از آنجاکه گیاهان قرار است در محیطی فاقد مواد مغذی مانند رگولیت ماه و مریخ پرورش داده شوند، در مطالعه مروری بر تنشهای غیرزیستی تاکید شده است. برای غلبه بر این مشکل، پژوهشگران استفاده از قارچهای میکوریز آربوسکولار (AMF) را پیشنهاد میکنند؛ قارچهایی که از اواسط قرن نوزدهم در گیاهشناسی مورد استفاده قرار گرفته و بهعنوان امتداد میکروسکوپی از سیستم ریشه گیاه عمل میکنند.
همچنین پژوهشگران خاطرنشان کردند که برای برطرف کردن خلاءهای دانشی موجود در زمینه پرورش گیاهان در کاربردهای واقعی، بهویژه در رگولیت واقعی ماه و مریخ، به مطالعات بیشتری نیاز است؛ بااینحال، آنها نسبت به استفاده از قارچها برای تولید محصولات کشاورزی فراوان در رگولیت ماه و مریخ در آینده خوشبین هستند.
در ادامه آمده است: «گنجاندن قارچهای تقویتکننده رشد گیاه در سامانههای کشاورزی مبتنی بر رگولیت ماه یا مریخ، یک راهحل کاربردی در تولید محصولات فضایی و ایجاد سکونتگاههای انسانی فراتر از زمین است. همانطور که احتمال ایجاد فرصتی برای زندگی در مریخ برای انسانها با سرسختترین میکروبهای زمین وجود دارد. برای مثال قارچهایی مانند Trichoderma و انواع مختلف AMF (Glomeromycota) بهدلیل توانایی ذاتی در کاهش تنشهای غیرزیستی، جابهجا کردن مواد مغذی ضروری و بهبود ساختار فیزیکوشیمیایی، بسترهای رگولیتی برجستهای محسوب میشوند. این میکروارگانیسمها، یک ابزار زیستفناورانه امیدوارکننده برای تبدیل محیط رگولیت و اثرگذاری مثبت بر میکروبیوم مهندسیشده بسترهای نامساعد هستند.»
رفع کمبودهای غذایی رگولییت مریخ با قارچهای مفید
استفاده از رگولیت ماه و مریخ برای کشت محصولات کشاورزی، روشی به نام بهرهبرداری از منابع در محل (ISRU) یا زندگی از طریق منابع محلی است. این روش شامل استفاده از منابع موجود، مانند قارچ های مریخی برای تامین نیازهای اصلی ماموریتهای فضایی بدون نیاز به ارسال منابع از زمین است.
در مورد ماه و مریخ، استفاده از رگولیت موجود که بهطور کامل فاقد مواد مغذی است، همراه با قارچهای مفید، نیاز به انتقال خاک از زمین برای تولید غذا را کاهش داده و در مواردی حذف میکند. این امر بار مالی و لجستیکی ارسال غذا از زمین به ماه و مریخ را نیز بهشدت کاهش میدهد.
استفاده از ISRU برای ماموریتهای آینده انسان به ماه و مریخ، بخشی از معماری «ماه تا مریخ» ناسا نیز است. این مطالعه به مجموعه رو به رشد پژوهشهایی اضافه میشود که بر ISRU و بهطور خاص استفاده از رگولیت ماه و مریخ برای کشت محصولات کشاورزی تمرکز دارند. در تازهترین مورد، پژوهشگران یک گرم سیانوباکتری را با رگولیت شبیهسازیشده مریخ ترکیب کردند و موفق شدند ۲۷ گرم عدسک آبی (duckweed) تولید کنند.
البته هنوز این پرسش وجود دارد که قارچهای مفید در سالهای آینده چگونه به رشد محصولات کشاورزی در رگولیت مریخ کمک خواهند کرد؟ فقط زمان پاسخ خواهد داد و این همان دلیلی است که علم را دنبال میکنیم! همانطور که همیشه گفته میشود: به پرورش علم ادامه دهید و به آسمان نگاه کنید!
