哈佛大学科学家在类似火星的条件下成功培育出藻类

研究人员表明，藻类可以在类似火星的大气压力条件下生长。如果人类想要在地球以外建立永久定居点，就需要建造可居住的建筑。然而，运输大量工业建筑材料会带来巨大的物流和财务挑战。哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 的科学家们正在探索一种生物替代方案。

在环境科学与工程系戈登·麦凯教授兼地球与行星科学系教授罗宾·华兹华斯（Robin Wordsworth）的带领下，一个国际团队在类似火星的环境下，成功地在由生物塑料建造的庇护所内培育出绿藻。这些实验代表着我们朝着开发不依赖地球运输材料的自给自足太空栖息地迈出了第一步。

“如果你有一个由生物塑料构成的栖息地，并在其中生长藻类，那么藻类就可以生产更多的生物塑料，”Wordsworth 解释道。“这样你就开始拥有一个可以自我维持，甚至随着时间推移而增长的闭环系统。”

该研究发表在《科学进展》上。

藻类生长的生物塑料栖息地特写。图片来源：Wordsworth Group / 哈佛大学海洋与应用科学学院

在模拟火星低压环境的实验室测试中，华兹华斯领导的研究小组成功培育出一种名为杜氏盐藻（Dunaliella tertiolecta）的常见绿藻。这种藻类生长在一个由聚乳酸制成的3D打印容器内。聚乳酸是一种生物塑料，可以阻挡有害的紫外线辐射，同时仍允许足够的光线通过进行光合作用。

这些藻类在600帕斯卡的大气压（比地球低100多倍）和富含二氧化碳的大气（而非地球上的氮氧混合气）的环境中生存。虽然液态水通常无法在如此低的压力下存在，但该腔室创造了一个压力梯度，使水在内部保持稳定。这些发现表明，生物塑料可能在不适宜居住的环境中构建生命支持系统方面发挥至关重要的作用。

行星环境舱内的生物塑料栖息地。图片来源：Wordsworth Group / 哈佛大学海洋与应用科学学院

研究人员的方法模仿了地球上生物的自然生长方式，为依赖昂贵且难以回收材料的传统工业方法提供了一种替代方案。

华兹华斯的团队此前曾演示过一种火星局部地形改造方法，利用二氧化硅气凝胶薄片模拟地球温室效应，从而实现生物生长。华兹华斯表示，将藻类实验与气凝胶相结合，可以解决植物和藻类生长所需的温度和压力问题，并可能为寻找地外生命开辟更清晰的道路。

沃兹沃斯表示，研究人员接下来希望证明他们的栖息地也能在真空条件下工作，这对于月球或深空应用至关重要。他的团队还计划设计一个用于栖息地生产的闭环系统。

“生物材料栖息地的概念从根本上来说非常有趣，它可以支持人类在太空生活，”Wordsworth 说。“随着这类技术的发展，它也将为地球上的可持续发展技术带来附带效益。”

编译自/scitechdaily