以後人類去太空旅行隻要背着一個背包大小的裝置,就可以獲取足夠的氧氣和食物了。 一直以來,人類在探索可移民星球時都是從該星球自身條件出發,通過采集到各種數據判斷它們的演變史以及是否适合人類生存,而類似營造一個生态環境的想法則很少。
近日,西北工業大學合成出了一種可以向細胞外分泌蔗糖的藍藻,并基于這一成果打造了一個藍藻人造葉片系統,營造出了一個類地球生态環境,為人類在地球以外的星球生存提供了一個新思路。
據了解,該藍藻人造葉片系統是由西北工業大學生态與環境保護研究中心合成生物學實驗室研發的。而藍藻是目前地球上唯一已知的、能夠産生氧氣的光合自養型微生物,且光合作用比植物更高以及具備極為頑強的生命力,即便是在深海溫泉和莫哈韋沙漠的岩石中都能夠生長,是地球富含氧氣的主要貢獻者。
基于這樣的特性,西北工業大學合成生物學實驗室王文教授表示,“藍藻可以在極端的太空環境中,将二氧化碳和水還原成人類生存所需的碳氧化合物和氧氣。目前我們已經初步建立了各種成熟的藍藻培養體系,并已成功的研發出了藍藻外源DNA轉化技術,所建立的藍藻基因編輯體系是足以為構建藍藻人造葉片提供技術支持的。”
具體來說,實驗室在對藍藻進行一定的基因編輯後,獲得了一種可以可以将細胞産生的蔗糖自動排到體外的藍藻,細胞外的培養溶液蔗糖濃度累計達到1.1G/L以上,也就是每升培養溶液中可以自産1.1克蔗糖,而且這還會持續不斷下去。而為了将這一成果最大化,實驗室還設計了一種藍藻人造葉片——一種以培養藍藻為核心的、類似太陽能闆的裝置。王文教授稱,“這種裝置可以保護藍藻在太空中不受輻射、極限溫度、極度幹燥等影響,并有效利用太空中的光照和裝置中不斷循環的含二氧化碳的液體,為藍藻提供一個可以持續生長繁衍的培養環境。”
藍藻在不斷分泌蔗糖等碳水化合物以及氧氣後,碳水化合物還能夠改造别的工程菌,生産出氨基酸、維生素、能源、藥物、各種化工材料等,再由裝置内的循環水流将這些物質排到裝置外儲存起來,便足以為人類生存提供生活能源。
因此以人造葉片為核心,再同時建立一個廢物處理循環系統,就可以讓廢水、廢氣在藍藻的處理下變成可再利用的生活用水和新鮮空氣,形成一個完全自給自足的太空生存系統。也就是說,人類是可以在諸如火星等星球上自己營造一個生存環境的。
“如果我們的藍藻産糖量可以再做提高,以後人類去太空旅行隻要背着一個背包大小的裝置,就可以獲取足夠的氧氣和食物了。”實驗室博士蒿飛說。
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