Nghiên cứu mới cho thấy vi khuẩn có khả năng khai thác các nguồn tài nguyên từ đá trong điều kiện trọng trường khác nhau ngoài không gian.
Vi khuẩn S. desiccabilis (màu xanh huỳnh quang) phát triển trên đá bazan. (Ảnh: Rosa Santomartino).
Nghiên cứu được xuất bản trên tạp chí Nature Communications hôm 10/11 tập trung vào khả năng của ba loài vi khuẩn Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis và Cupriavidus metallidurans trong việc tách các nguyên tố đất hiếm (REE) ra khỏi đá trong môi trường từ vi trọng lực đến trọng lực mô phỏng trên sao Hỏa.
REE là một tập hợp của 17 nguyên tố hóa học chiếm thành phần quan trọng trong nhiều thiết bị điện tử và hợp kim kim loại nhờ vào tính chất xúc tác và từ tính độc đáo của chúng.
Trong thí nghiệm mang tên BioRock được thực hiện trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) bởi Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), các nhà nghiên cứu đã kiểm tra độ hiệu quả của vi khuẩn trong việc tách 14 loại REE khác nhau ra khỏi đá bazan bên trong các lò phản ứng sinh học nhỏ. Đá bazan - hình thành từ dung nham nguội - được lựa chọn cho thí nghiệm bởi nó không chỉ phổ biến trên Trái đất mà còn hiện diện rất nhiều trên Mặt trăng và sao Hỏa.
Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng "khai thác sinh học" của hai loài vi khuẩn B. subtilis và C. metallidurans đều giảm trong điều kiện trọng lực thấp, trong khi S. desiccabilis vẫn chiết xuất REE tốt dưới cả ba mức trọng lực.
Phi hành gia Luca Parmitano đặt lò phản ứng sinh học vào một máy ly tâm trên ISS. (Ảnh: ESA).
"Vi trọng lực được biết đến là ảnh hưởng đến hành vi của vi khuẩn nhưng thật đáng kinh ngạc, chúng tôi không thấy bất kỳ ảnh hưởng đáng kể nào của trọng lực đến khả năng khai thác nguyên tố đất hiếm của S. desiccabilis", đồng tác giả nghiên cứu Charles Cockell từ Trung tâm Sinh vật học Thiên văn tại Đại học Edinburgh của Anh cho biết.
Khám phá mới rất có ý nghĩa bởi hoạt động khai thác sinh học có thể hỗ trợ xây dựng các khu định cư ngoài Trái đất, giúp kéo dài sự hiện diện của con người trong không gian. Nhóm nghiên cứu lưu ý thêm rằng một ngày nào đó, vi khuẩn cũng có thể được sử dụng để phá vỡ đất đá thành đất trồng, hoặc giúp chiết xuất những khoáng chất cần thiết để xây dựng các hệ thống tạo không khí và nước hỗ trợ sự sống.
Trên Trái đất, nghiên cứu này còn giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của trọng lực lên quá trình phát triển và trao đổi chất của cộng đồng vi khuẩn trên bề mặt hành tinh.