Uzay İstasyonunda Çığır Açan Bir Deney: Mikroorganizmalar Göktaşlarından Maden Çıkarıyor
Uzayda yapılan deneyler, mantarların mikro yerçekiminde meteoritlerden değerli metalleri verimli bir şekilde çıkarabildiğini göstererek, asteroitlerden biyolojik madencilik ve sürdürülebilir kaynak kullanımı için umutları artırıyor.
İnsanlık derin uzay yolculuğuna yönelirken, kaçınılmaz olarak onlarla birlikte yolculuk edecek bir grup var: mikroplar.
Onları bizden ayırmak imkansızdır; derimizde, vücudumuzun içinde, günlük yüzeylerde ve yiyeceklerde yaşarlar. Bu mikroskobik organizmaların uzay koşullarına nasıl tepki verdiğini anlamak çok önemlidir. Sadece bize eşlik etmekle kalmayıp, uzayı keşfetme ve orada yaşama çabalarını aktif olarak destekleyebilirler.
Bakteriler ve mantarlar da dahil olmak üzere bazı mikroorganizmalar, kayalardan önemli mineralleri çıkarabilme yeteneğine sahiptir. Bu yetenek, bir gün Dünya’dan büyük miktarlarda ham madde taşıma ihtiyacını azaltabilir ve evden uzaktaki görevleri desteklemek için daha sürdürülebilir bir yaklaşım sunabilir.
ISS Biyomadencilik Deneyi Platin Grubu Metalleri Hedefliyor
Bu potansiyeli araştırmak için, bilim insanları , mikro yerçekiminde mikroorganizmaların meteorit malzemesinden platin grubu elementlerini nasıl geri kazandığını incelemek üzere bir araya geldi. Deneyleri Uluslararası Uzay İstasyonu’nda gerçekleştirildi . Sonuçlar, “biyolojik madencilik” için kullanılan mantarların, değerli bir metal olan paladyumu çıkarmada özellikle etkili olduğunu gösterdi. Mantar çıkarıldığında, mikro yerçekiminde biyolojik olmayan liçleme daha az etkili hale geldi.
Bulgular npj Microgravity dergisinde yayınlandı . Tarım ve Yaşam Bilimleri Fakültesi Biyolojik ve Çevre Mühendisliği Bölümü’nde yardımcı doçent olan Rosa Santomartino baş yazar olarak görev yaptı. Mikrobiyoloji alanında araştırma görevlisi olan Alessandro Stirpe ise yardımcı yazarlardan biridir.
Bu çalışma, Edinburgh Üniversitesi’nde astrobiyoloji profesörü olan kıdemli yazar Charles Cockell ve üniversiteden diğer meslektaşlarının önderliğinde yürütülen BioAsteroid projesinin bir parçası olarak gerçekleştirildi. Ekip, L-kondrit asteroit malzemesinden hangi elementlerin çıkarılabileceğini belirlemek için Sphingomonas desiccabilis bakterisini ve Penicillium simplicissimum mantarını test etti. Araştırmacılar, geri kazanılabilir elementleri belirlemenin yanı sıra, mikropların mikro yerçekimi koşullarında kaya ile nasıl etkileşim kurduğunu daha iyi anlamayı da amaçladılar.
Mikrogravite, Metabolomik ve Mikrobiyal Mekanizmalar
Santomartino, “Bu muhtemelen Uluslararası Uzay İstasyonu’nda meteorit üzerinde yapılan türünün ilk deneyi,” dedi. “Yaklaşımı bir bakıma özel tutmak, ancak etkisini artırmak için genel de tutmak istedik. Bunlar tamamen farklı iki tür ve farklı şeyler çıkaracaklar. Bu nedenle, nasıl ve ne olduğunu anlamak, ancak sonuçları daha geniş bir perspektif için alakalı tutmak istedik, çünkü uzayda mikrobiyal davranışı etkileyen mekanizmalar hakkında çok az şey biliniyor.”
Mikroorganizmalar, karboksilik asitler ürettikleri için kaynak çıkarımı için cazip adaylardır; bu karbon bazlı moleküller, kompleksleşme yoluyla minerallere bağlanır ve bunların serbest bırakılmasına yardımcı olur. Ancak, Santomartino’nun açıkladığı gibi, bu sürecin birçok yönü hala belirsizliğini koruyor. Bunu daha ayrıntılı incelemek için ekip, metabolomik bir analiz gerçekleştirdi. Tamamlanmış deney örneklerinden sıvı kültürün bir kısmını topladılar ve ikincil metabolitlere odaklanarak mevcut biyomolekülleri incelediler.
NASA astronotu Michael Scott Hopkins, mikro yerçekimi etkilerini değerlendirmek için deneyin uzay tabanlı bölümünü gerçekleştirdi. Dünya’da ise araştırmacılar, sonuçları karşılaştırmak için normal yerçekimi altında paralel kontrol deneyleri yaptılar. Santomartino ve Stirpe daha sonra 44 elementi kapsayan geniş bir veri setini işlediler; bu elementlerden 18’i biyolojik olarak elde edilmişti.
Mantar Yöntemiyle Paladyum Elde Edilmesi ve Yerçekimi Etkileri
“Analizi tek tek elementlere ayırdık ve şunu sormaya başladık: Tamam, ekstraksiyon uzayda Dünya’ya kıyasla farklı mı davranıyor? Bu elementler bir bakteri veya mantar olduğunda mı, yoksa ikisi birden olduğunda mı daha fazla ekstrakte ediliyor? Bu sadece gürültü mü, yoksa belki de biraz anlam ifade eden bir şey görüyor muyuz? Çok büyük farklılıklar görmüyoruz, ancak çok ilginç bazı farklılıklar var,” dedi Stirpe.
Veriler, yörüngede mikrobiyal metabolizmada, özellikle mantarda, belirgin değişimler olduğunu gösterdi. Mikrogravitede, karboksilik asitler de dahil olmak üzere çeşitli moleküllerin üretimi arttı ve paladyumun yanı sıra platin ve diğer elementlerin salınımı da hızlandı.
Birçok element için, mikrop içermeyen bir çözelti kullanılarak elementlerin ayrıştırıldığı biyolojik olmayan süzme yöntemi, mikro yerçekiminde Dünya’dakine kıyasla daha kötü performans gösterdi. Buna karşılık, mikrobiyal ekstraksiyon her iki yerçekimi koşulunda da nispeten istikrarlı kaldı.
Uzay Biyomadenciliği Uygulamaları: Dünya ve Ötesinde
Santomartino, “Bu durumlarda mikrop, ekstraksiyonun kendisini iyileştirmiyor, ancak yerçekimi koşullarından bağımsız olarak ekstraksiyonu sabit bir seviyede tutuyor,” dedi. “Ve bu sadece paladyum için değil, farklı metal türleri için de geçerli, ancak hepsi için değil. Aslında, bence çok ilginç bir diğer sonuç da, ekstraksiyon hızının, ele alınan metale, mikroba ve yerçekimi koşullarına bağlı olarak büyük ölçüde değişmesidir.”
Uzay görevlerini desteklemenin ötesinde, bulgular Dünya merkezli endüstrilere de fayda sağlayabilir. Potansiyel uygulamalar arasında, sınırlı kaynaklara sahip ortamlarda daha verimli biyomadencilik, maden atıklarının işlenmesi ve döngüsel ekonomiyi destekleyen sürdürülebilir biyoteknolojilerin geliştirilmesi yer almaktadır. Bununla birlikte, Santomartino, uzayın mikropları nasıl etkilediğine dair basit bir açıklama bekleyen araştırmacıların hayal kırıklığına uğrayabileceğini belirtti. Sistem çok fazla etkileşimli faktör içeriyor.
Santomartino, “Mikrobiyal türlere, mekansal koşullara, araştırmacıların kullandığı yönteme bağlı olarak her şey değişiyor,” dedi. “Bakteriler ve mantarlar birbirlerinden çok farklı ve mekansal koşullar o kadar karmaşık ki, şu anda tek bir cevap veremiyorsunuz. Bu yüzden belki de daha fazla araştırma yapmamız gerekiyor. Çok şiirsel olmak istemiyorum ama bence bunun güzelliği de burada yatıyor. Çok karmaşık. Ve ben bunu seviyorum.”
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Uzay İstasyonunda Çığır Açan Bir Deneyde Mikroorganizmalar Göktaşlarından Maden Çıkarıyor
/Uzay İstasyonunda Çığır Açan Bir Deneyde Mikroorganizmalar Göktaşlarından Maden Çıkarıyor/Uzay İstasyonunda Çığır Açan Bir Deneyde Mikroorganizmalar Göktaşlarından Maden Çıkarıyor