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Biominería espacial: avanzando poco a poco hacia asentamientos humanos más allá de la Tierra

CIENCIASASTRONOMÍA Y CIENCIA ESPACIALBiominería espacial: avanzando poco a poco hacia asentamientos humanos más allá de la Tierra

Los hallazgos del experimento BioRock indican que la minería con soporte bacteriano se puede llevar a cabo en el espacio. Tras el éxito del estudio BioRock, el experimento BioAsteroid está actualmente en marcha. En este estudio, se cultivan bacterias y hongos en material de asteroides en una incubadora en condiciones de microgravedad de la estación espacial para estudiar la formación de biopelículas, la biolixiviación y otros cambios químicos y biológicos, incluidos los cambios transcripcionales genéticos. La biominería espacial es un descubrimiento significativo que parece tener un gran potencial en el futuro.

Los asentamientos humanos más allá de la Tierra en la Luna o en planetas como Marte en el espacio han sido durante mucho tiempo el tema de la ciencia ficción. Sin embargo, en las últimas dos décadas se han estado desarrollando pensamientos serios y actividades de investigación al respecto. Una de las preguntas clave a las que se ha enfrentado la comunidad científica ha sido cómo adquirir los materiales (como oxígeno, agua, materiales de construcción, incluidos metales y minerales, etc.) necesarios para establecer una presencia autosuficiente en el espacio. (1).  

Biominería, es decir, extraer metales de los minerales a través de biocatálisis el uso de microorganismos como bacterias y arqueas se practica desde hace mucho tiempo en el planeta Tierra. Actualmente, este método se utiliza para lixiviar sulfuros de cobre y pretratar minerales de oro y también para extraer metales de minerales oxidados y recuperar metales de desechos. (2).   

¿Se puede utilizar eficazmente la técnica de la biominería en condiciones de microgravedad en el espacio exterior para extraer los materiales necesarios para los asentamientos humanos? ¿Pueden los microorganismos ayudar a extraer metales y materiales utilizando materiales de asteroides o rocas disponibles en la Luna o Marte? El conocimiento de las interacciones microbio-mineral en el espacio también se considera importante debido a su potencial en la formación de suelos, formación de biocostras en espacios presurizados cerrados, uso de regolito (capa de material sólido sobre el lecho rocoso) y producción de materiales de construcción. Los experimentos de biominería espacial se diseñaron exactamente por estas razones para comprender los efectos de la gravedad alterada.  

Con este fin, la Agencia Espacial Europea llevó a cabo el experimento BioRock en la Estación Espacial Internacional (ISS) en 2019. Se diseñaron experimentos para estudiar la biolixiviación de elementos de tierras raras de la roca basáltica en tres condiciones de gravedad, a saber. microgravedad, gravedad simulada de Marte y gravedad simulada de la Tierra. Tres especies bacterianas, Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilisCupriavidus metalidurans se utilizaron en el estudio. La hipótesis probada fue si "Los diferentes regímenes de gravedad pueden influir en las concentraciones celulares finales logradas después de un período de varias semanas en el espacio.''. Los resultados no sugirieron un efecto significativo de las diferentes condiciones de gravedad sobre los recuentos de células bacterianas finales, lo que implica que la eficacia del proceso de blanqueo sigue siendo la misma en diferentes condiciones de gravedad. Estos hallazgos del experimento BioRock indican que la minería con apoyo bacteriano se puede llevar a cabo en el espacio. La biominería espacial es un descubrimiento importante que parece tener un gran potencial en el futuro (3,4).  

Tras el éxito del estudio BioRock, el experimento BioAsteroid está actualmente en marcha. En este estudio, se cultivan bacterias y hongos en material asteroide en una incubadora en condiciones de microgravedad de la estación espacial para estudiar la formación de biopelículas, la biolixiviación y otros cambios químicos y biológicos, incluidos los cambios genéticos transcripcionales.(5).  

Con estos trampolines, la humanidad seguramente está avanzando poco a poco hacia los asentamientos humanos más allá del planeta Tierra.

***

Referencias:

  1. NASA 2007. Informe del taller de biominería del regolito lunar. Disponible en línea en https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  
  1. Johnson DB., 2014. Biominería: biotecnologías para extraer y recuperar metales de minerales y materiales de desecho. Opinión Actual en Biotecnología. Volumen 30, diciembre de 2014, páginas 24-31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  
  1. Cockell, CS, Santomartino, R., Finster, K. et al., 2020. El experimento de biominería de la estación espacial demuestra la extracción de elementos de tierras raras en microgravedad y gravedad de Marte. Publicado: 10 de noviembre de 2020. Nature Communication 11, 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 
  1. Santomartino R., Waajen A., et al 2020. Sin efecto de la microgravedad y la gravedad simulada de Marte en las concentraciones finales de células bacterianas en la Estación Espacial Internacional: Aplicaciones a la bioproducción espacial. Frontiers in Microbiology., 14 de octubre de 2020. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  
  1. Agencia Espacial del Reino Unido 2020. Comunicado de prensa - El estudio de biominería podría desbloquear futuros asentamientos en otros mundos. Publicado el 5 de diciembre de 2020. Disponible en línea en https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds 

*** 

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Editor, Científico Europeo

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