Avaruus

Voisiko Erittäin Kestävää Aavikkosammalta olla Avain Marsin ‘Vihertämiseen’?

mm
Julkaistu
Päivitetty
Lisää Securities.io suosikkilähteisiisi Google-palvelussa
Ilmoitus: Securities.io voi saada korvauksen, kun käytät arvioimiemme tuotteiden linkkejä. Tämä ei vaikuta toimituksellisiin arvioihimme. Emme ole rekisteröity sijoitusneuvoja; tämä ei ole sijoitusneuvontaa. Lue kumppanuusilmoituksemme.

Marsin vihertäminen

Science fiction -kirjailijat ja tutkijat ovat pitkään haaveilleet siitä, miten muuttaa Mars vehreäksi ja vihreäksi planeetaksi, prosessia jota kutsutaan terraformaatioksi. Tämä olisi erittäin kunnianhimoinen hanke, sillä Mars on tällä hetkellä hyvin ankara ympäristö. Siellä on hyvin ohut ilmakehä, ei nestemäistä vettä ja vakavat säteilytasot. Lämpötila on myös keskimäärin -65 °C/-85 °F.

Oletetaan, että Marsin terraformaatiota varten tarvitaan jonkin verran megahankkeita. Esimerkiksi saatamme tarvita lämmittää planeettaa teollisesti tuotetuilla metallisilla nanotangoilla. Voimme myös ottaa talteen osan vedestä, joka on loukussa 10–15 km syvässä maankuoren alla olevassa pohjavesialtaassa.

Mutta vaikka nämä toimet lämmittäisivät planeettaa jonkin verran, tiivistäisivät sen ilmakehän ja tarjoaisivat enemmän kosteutta ja nestemäistä vettä, se olisi silti aluksi erittäin armoton paikka. Onneksi maapallon aavikkoekosysteemien tutkimus antaa meille näkemyksen siitä, miten elämä voitaisiin saada kukoistamaan Marsilla.

Maaperän rakentaminen

Jotkut maapallon eliöt voivat kasvaa erittäin ankarissa olosuhteissa suoraan kivillä, kuten sammalet ja sinilevät. Ne ovat usein viimeisiä selviytyviä elämänmuotoja paikoissa kuten aavikoissa, paljaisilla kivillä ja vuoristojen huipuilla.

Kuitenkin ne kasvavat hyvin hitaasti eikä niiden todennäköisesti kerää tarpeeksi biomassaa nopeuttaakseen vahvan marsilaisen ekosysteemin syntyä.

Tämä on ongelma, sillä monimutkaisempi ekosysteemi tarvitsee kasvaa todellisessa maaperässä, jonka on sisällettävä paljon orgaanista ainesta. Maaperä ei ole pelkästään mineraaleja eikä sitä voida valmistaa teollisesti; sen täytyy syntyä ekosysteemin itse, kun ihmiset käynnistävät sen.

Tähän tarvitaan suurempaa hiilipohjaista biomassan tuotantoa kuin mitä sammalet pystyvät tuottamaan.

Lupauksellisempia ovat sammalet, kiitos niiden lämpö- ja vesistressinsietokyvyn, samalla kun ne kasvavat fotosynteesistä ja tuottavat merkittävän määrän biomassaa.

Keskeinen osa Marsin aavikon vihertämistä on luoda biologinen maaperäkerros (BSC). BSC on laajalle levinnyt maankansien tyyppi, jota esiintyy usein kuivuilla alueilla. Se koostuu orgaanisista komplekseista kryptogamisista kasveista, kuten sammalteista ja sammalista, mikrobeista kuten sinilevistä, sekä näiden organismien eritteistä, jotka sekoittuvat maapartikkeleihin.

Joillakin aavikkoalueilla BSC peittää jopa 70 % alueesta, lisäten merkittävästi alapuolisen hiekan vedenpidätyskykyä ja rakenteellista vakautta.

Mielenkiintoista on, että BSC vastaa 1/4th maapallon maapallon ekosysteemien kokonaisesta biologisesta typen sitomisesta, ja sitä kutsutaan usein maapallon “eläväksi ihoksi.”

Ihmeellinen sammal

Tutkijat Xinjiangin ekologia- ja maantieteen instituutin autiomaa- ja keidasekologian valtiollisesta avainlaboratoriosta sekä Kiinan tiedeakatemian Kansallisesta avaruustiedekeskuksesta tekivät yhteistyötä tunnistaakseen sammalen, joka voisi hoitaa tehtävän Marsilla.

He julkaisivat tuloksensa tieteellisessä julkaisussa nimeltä “Äärimmäisesti sietokykyinen aavikkosammal Syntrichia caninervis on lupaava pioneerikasvi ekstruaterrestristen ympäristöjen kolonisoimiseen.”

Syntrichia caninervis, joka tunnetaan myös nimellä steppiruuvi-sammal, on sammali, joka on erikoistunut selviytymään ankarista aavikko-olosuhteista. Sitä löytyy kaikkialta maailmasta, Etelämantereelta Tiibetin tasangolta Pohjois-Afrikaan ja Pohjois-Amerikan aavikoihin.

Lähde: Cell

Syntrichia on äärimmäisen kestävä kuivumiselle, palautuen yli 98 % vesihäviön jälkeen.

Se voi myös selviytyä lämpötiloissa jopa −196 °C, paljon kylmemmässä kuin Marsin koskaan kirjattu alin lämpötila, puhumattakaan tasankoalueiden lämpimämmästä säästä, jossa lämpötila voi nousta nollan yläpuolelle.

Veden stressiä kestävä

Syntrichian äärimmäistä kuivuusvastustuskykyä ei voi liikaa korostaa. Kasvi voi menettää lähes kaiken vesinsä ja selviytyä, muuttuessaan tummanvihreäksi ja sitten mustaksi.

Entistä vaikuttavampaa on, että kuivuneet kasvit muuttuvat vihreiksi ja palauttavat fotosynteettisen kapasiteettinsa sekuntien sisällä uudelleenkosteutuksen jälkeen.

Lähde: Cell

Nämä kasvit pysyvät fotosynteettisesti aktiivisina lumen alla ja voivat ylläpitää voimakasta kasvua, osallistuen jopa 49 % niiden vuotuisesta kokonaishiilen sitomisesta kevään usein toistuvien jäätymisen ja sulamisen sykleissä.

Tämä voi olla todella olennaista, jos Marsin sää pysyy juuri nollan yläpuolella varhaisvaiheessa.

Selviytyminen kylmyydessä

Alueet Marsin päiväntasaajan ulkopuolella, sekä hiekkamyrskyjen raastamat alueet että talvikausi, altistavat alkavan marsilaisen ekosysteemin brutaaleille kylmäjaksoille, jotka kestävät viikkoja tai kuukausia.

Kiinalaiset tutkijat ottivat Syntrichian ja altistivat sen vuosien ajan -80 °C/-112 °F lämpötiloille. Jo viiden vuoden tällaisen käsittelyn jälkeen vähintään 90 % kasveista selviytyi.

He testasivat niitä myös jopa kuukauden ajan nestemäisessä typessä lämpötilassa -196 °C/-320 °F. Siitä huolimatta Syntrichia näki lähes kaikkien kasvien uudelleenkasvun, kun ne siirrettiin takaisin lämpimämpiin lämpötiloihin.

Lähde: Cell

Joten on turvallista olettaa, että vaikka tänä päivänä, ilman terraformaatiotoimia, mikään marsilainen talvi ei voi tappaa Syntrichiaa.

Säteilyn vastustus

Korkealla sijaitsevat tasangot, kuten Tiibetissä, ovat vaikeita ympäristöjä ei vain kylmyyden tai kuivuuden vuoksi, vaan myös säteilytasojen vuoksi korkeuden takia. Siksi ei ole yllättävää, että Syntrichia on myös erittäin säteilykestävä.

Tutkijat altistivat sammalen erilaisille säteilytasolle ja mittasivat sen palautumisnopeuden.

He havaitsivat, että jopa 500 Gy (gray, säteilyn mittayksikkö) säteily edes vahvasti edisti uusien haarojen uudistumista.

Lähde: Cell

Tämän tason yläpuolella uusien haarojen uudistuminen hidastui, mutta ei pysähtynyt, jopa 8 000 Gy:ssä, mikä alkoi aiheuttaa vakavaa vahinkoa. 16 000 Gy olisi tappava.

Vertailun vuoksi, puolet ihmisistä kuolee jo 2,5–4,5 Gy:ssä, ja vakavat kouristukset sekä kuolema tapahtuvat noin 50 Gy:ssa.

Marsin kaltaisten olosuhteiden testaaminen

Tutkijat käyttivät Kiinan tiedeakatemian Planetaaristen ilmakehien simulointilaitosta (PASF) selvittääkseen, miten sammal selviäisi “todellisissa” marsilaisissa olosuhteissa. Sen sijaan, että testattaisiin erillisiä olosuhteita, kuten kuivuutta, kylmyyttä, säteilyä jne., PASF lisäsi myös matalan hapen ja matalan typen ilmakehät, joita ei ole testattu erikseen.

Vaikka se ei ole täysin identtinen, se luo erittäin realistisen simulaation nykyisistä marsilaisista kasvatusolosuhteista.

Lähde: Cell

Kaiken kaikkiaan kaikki kasvit selviytyivät marsilaisista olosuhteista jopa 7 päivän ajan ja palautuivat täysin myöhemmin, kun ne altistettiin marsilaisille olosuhteille kuivina.

Kun ne altistettiin täysin kosteina, nekin selviytyivät, mutta uudistuminen oli hitaampaa ja uusia haaroja oli vähemmän.

Lähde: Cell

Kuitenkin vaikuttaa siltä, että matalan hapen, säteilyn ja kylmyyden yhdistelmä luo ympäristön, joka on hieman liian ankara jopa steppiruuvi-sammalelle aktiiviseen kasvuun, vaikka se voisi selviytyä.

Luonnollinen ja keinotekoinen evoluutio

Laaja valikoima sopeutumia

  • Valikoiva aineenvaihdunnan lepotila stressiolosuhteissa, strategisesti säilyttäen keskeiset metabolit.
  • Korkeat sokeri- ja maltoosipitoisuudet stressin jälkeen, toimivat osmoottisina aineina ja suojavälineinä, jotka auttavat säilyttämään ja vakauttamaan solurakenteen.
    • Sokerit tarjoavat energian, joka tarvitaan nopeaan palautumiseen stressiolosuhteiden lievittyessä.
  • Vahva kyky poistaa reaktiivisia happilajeja stressin jälkeen keräämällä korkeat määrät katalaasia, glutationi S-tyräasetta ja peroksidaa.
  • Stressiin liittyvät katalaasigeenit ja S. caninervis -geenien tandem-duplicaatiot, jotka koodaavat valosuojaavia varhaisen valon indusoituja proteiineja.
  • Aurinkokunnan päällekkäiset lehdet, jotka säästävät vettä ja suojaavat kasvia voimakkaalta auringonvalolta, sekä valkoiset siivet lehtien huipuilla, jotka heijastavat voimakasta aurinkosäteilyä ja parantavat veden hyödyntämistehokkuutta
    • Kuivuessa lehdet käpristyivät merkittävästi ja kutistuivat, ja lehtien kulmat pienentyivät.

Elämän optimointi Marsille

Luonnollinen evoluutio

Syntrichia caninervis -sammalen merkittävä selviytymiskyky avaa mahdollisuuden, että se voi asteittain sopeutua marsilaisiin olosuhteisiin, jos sille annetaan hieman apua.

Tämä voisi tapahtua luonnollisesti, kunhan jotkut mikrobiomit tarjoavat kasvulle sopivat olosuhteet pienellä alueella, esimerkiksi luonnollisesti lämpimämmät ja tiheämpiä ilmakehää omaavat matalan korkeuden kanjonit ja kraatterit päiväntasaajan ympärillä.

Näistä alkukasvualueista luonnonvalinta ja spontaanit mutaatiot voisivat valita piirteet, jotka vaaditaan planeetan muun osan kolonisoimiseen.

Suunnattu evoluutio

Mankind is nowadays routinely using directed evolution luomaan uusia entsyymejä ja organismeja omiin tarkoituksiinsa ja teolliseen tuotantoon, saavutus, josta palkittiin Nobelin kemianpalkinnolla vuonna 2018. The same strategy could be deployed to create cyanobacteria, lichens, and mosses that are more resistant to Mars.

Esimerkiksi voisimme aloittaa lähes marsilaisista olosuhteista, jotka ovat hieman parempia mutta silti ankarampia kuin Maassa, mahdollistaen Syntrichian (ja muiden organismien) kasvun. Sitten voisimme asteittain muuttaa olosuhteita niin, että vain osajoukot populaatiosta selviytyvät, kantavat uusia ominaisuuksia ja vahvempaa vastustuskykyä.

Toistamalla tätä prosessia satoja kertoja, saatamme saada uusia lajeja, jotka pystyvät selviytymään nykyisistä marsilaisista olosuhteista.

Vaikka se epäonnistuisikin saavuttamaan tuota tavoitetta, syntyneet sammalet ja mikrobit todennäköisesti selviävät paremmin osittain tai huonosti terraformaatiota saaneessa Marsissa kuin alkuperäiset maapallolta peräisin olevat organismit.

Geeniteknologia

Tutkijat voisivat myös tehostaa sammalen kykyä selviytyä Marsilla stimuloimalla tunnettua geenien toimintaa, jotka jo osallistuvat kylmä-/kuiva-/säteilykestävyyteen.

Tämä voitaisiin tehdä lisäämällä Syntrichia caninervis -sammalen olemassa olevien geenien, kuten edellä mainittujen katalaasien, glutationi S-tyräasetin ja peroksidien, ilmentymistasoja. Tai lisäämällä uusia geenejä muista lajeista.

Kasvun rajoittavan tekijän selvittäminen marsilaisissa olosuhteissa on myös avainasia. Onko se riittämätön säteilykestävyys? Kylmyys? Ilmakehän olosuhteet?

Sijoittaminen Marsiin

Olemme liian varhaisessa vaiheessa sijoittaaksemme terraformaatiomegahankkeisiin tai marsilaiseen kiinteistöön. Mutta muutama yritys työskentelee ahkerasti rakentaen peruspalikoita, jotka mahdollistavat ensimmäisen ihmisen laskeutumisen Marsille ja myöhemmin planeetan kolonisoimisen.

Keskeinen osa on olla uudelleenkäytettäviä raketteja, mikä vähentää dramaattisesti laitteiden laukaisukustannuksia kiertoradalle ja syvälle avaruuteen. Tämä ponnistus johtaa tällä hetkellä enimmäkseen Elon Muskin SpaceX (SPCX ):stä, yksityisestä yrityksestä, kun muut rakettayritykset kiihdyttävät kehitystään.

Toinen tekijä on luoda itsenäinen avaruuspohjainen talous ja marsilainen talous, joka pystyy tukemaan terraformaatiotoimia riippumatta Maapallon asukkaiden halukkuudesta rahoittaa sitä “ilmaiseksi” (seuraa linkkejä saadaksesi lisätietoja siitä, miten se toimisi).

Voit sijoittaa avaruusyrityksiin monien välittäjien kautta, ja täältä, securities.io, löydät suosituksemme parhaista välittäjistä Yhdysvalloissa, Kanadassa, Australiassa, Iso-Britanniassa, sekä monissa muissa maissa.

Jos et ole kiinnostunut valitsemaan tiettyjä avaruusyrityksiä, voit myös tarkastella ETF:iä kuten ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX), iShares U.S. Aerospace & Defense ETF (ITA), tai SPDR S&P Aerospace & Defense ETF,  joka tarjoaa monipuolisemman altistuksen avaruusteollisuuden hyödyntämiseen.

Tai voit lukea artikkelimme “Top 10 avaruus- ja puolustusteknologiayritystä”.

Sijoittaminen avaruusyrityksiin

1.  Virgin Galactic

SPCE Hintakaavio

Yrityksen perusti Richard Branson ja se keskittyy avaruusturismiin.

Lippujen hinta on $250 000–450 000, ja niillä on pitkä odotuslista. The first customers seem to be ecstatic with their experience:

“Tiesin aina, että se tulisi olemaan elämänni merkittävin kokemus. Tiesin sen. Ja ihmiset kertoivat minulle, että se tulee olemaan. Mutta kun se on… ja se on aivan toisen tasoisen kuin odotit… silloin on hyvin vaikea selittää.”

“Tämä on ollut elämäni paras päivä, elämäni sensaatioimmainen päivä. Et voi saada parempaa kuin tämä. Se ylitti villeimmätkin unelmani.”

Kuten aiemmin keskustelimme, avaruusturismi saattaa olla TULEVA marsilaisen talouden KESKUS.

Tämä johtuu siitä, että Mars ei vain tarjoa ainutlaatuista kokemusta, vaan sillä on myös joitakin vaikuttavimmista ominaisuuksista koko aurinkokunnassa:

  • Aurinkokunnan suurin kanjoni (4 000 km pitkä, 200 km leveä ja jopa 7 km syvä).
  • 21,9 km korkea tulivuori (72 000 ft), kooltaan suunnilleen yhtä suuri kuin Ranska tai Arizona‑osavaltio.

Lähde: Wikipedia

Ennen Marsia Virgin Galactic (SPCE ) pyrkii tulemaan kiertorata- (ja myöhemmin ehkä kuun) turismin johtajaksi, mikä on lähellä nykyisiä teknisiä mahdollisuuksiamme ennen Kiinan tai SpaceX:n Mars-laskua.

Virgin Galactic on työskennellyt parantaakseen yksikkötalouttaan uudella laukaisujärjestelmällä, “Delta”, joka pystyy kuljettamaan 6 matkustajaa 4:n sijaan ja suorittamaan 8 lentoa/kuukausi yhden sijaan.

Yhdessä nämä kaksi parannettua mittaria pitäisi nostaa yksikkökohtaista liikevaihtoa 12‑kertaiseksi, ja takaisinmaksuaika on alle 6 kuukautta jokaiselle Delta‑shuttlille. Delta‑lentotesti odotetaan kesällä 2025.

Markkinat olivat huolissaan, kun ilmoitettiin, että Branson ei sijoita enempää Virgin Galacticiin. Erityisesti 185 työntekijän irtisanomisen ja avaruuslentojen tauon jälkeen vuonna 2024, odotettaessa Delta‑shuttlen saapumista ja kassavirran kulutuksen nopeuden vähentämistä.

Silti Virgin Galacticin ennustetaan omaavan riittävästi käteistä toimintaansa vuoteen 2025 tai 2026 asti. Jos Delta‑lenntojärjestelmän kehitys sujuu mutkattomasti (riskialtis ehdotus avaruusteollisuudessa), yritys pystyy keskittymään käteisen virran uudelleenkäynnistämiseen ja kasvattamiseen, järjestelmällä, joka on kannattava yksikkötasolla. Ja yritys voi tehdä käteisen virrasta positiivisen vuonna 2026.

(It should be noted that Virgin Galactic is different from Virgin Orbit. Virgin Orbit filed for bankruptcy in huhtikuu 2023, and provided launch services for small satellites, with Rocket Lab acquiring the company’s Long Beach facility, manufacturing, and tooling assets (RKLB ) ).

Virgin Orbitin äskettäinen konkurssi ja perustaja Richard Bransonin etäisyys Virgin Galacticista ovat vahingoittaneet yrityksen mainetta sijoittajien keskuudessa, mikä on johtanut osakekurssin romahdukseen vuosina 2023 ja 2024.

Samaan aikaan aikaisempien asiakkaiden tyytyväisyys, selkeä suunnitelma kannattavasta suunnittelusta (Delta‑shuttlet) ja pitkä odotuslista potentiaalisille asiakkaille osoittavat, että yritys saattaa olla edelleen elinkelpoinen ilman lisärahoitusta. Joten paljon riippuu Delta‑shuttlen kehittämisen, valmistuksen ja operoinnin menestyksestä ja sen saavuttamisesta ennen vuoden 2025 loppua.

Jos näin on, paljon alhaisempi arvostus tarjoaisi sijoittajille mahdollisuuden napata yrityksen osakkeita alennettuun hintaan.

2. Ginkgo Bioworks

DNA Hintakaavio

Yritys tuottaa tilauksesta organismeja erityistarkoituksiin, mukaan lukien biolääketieteelliset sovellukset sekä teollisuus- ja materiaalitieteen ohjelmat. Sillä on myös suuri bio‑turvallisuussegmentti, joka kukoisti pandemian aikana.

Useimmissa tapauksissa tuotannossa ja Gingkon tuotteiden valinnassa käytettiin eräänlaista suunnattua evoluutiota. Jos ihmiskunta ryhtyy vakavasti kolonisoimaan Marsia, Gingkon erikoistuminen räätälöityjen organismien luomiseen geeniteknologian ja suoran evoluution avulla voisi tehdä siitä pääurakoitsijan ja kumppanin näihin projekteihin.

Ginkgo Bioworks (DNA ) on viime vuosina laajentanut sovellusalueitaan merkittävästi, monien tutkimusohjelmien ja kumppanuuksien myötä:

Se ansaitsee rahaa saamalla ensin maksun etukäteen kehitysprosessista ja sitten rojaltit valmiista tuotteesta.

Gingkon kumppanuudet laajenevat jatkuvasti, mukana:

Ginkgo Bioworks tekee myös yhteistyötä kaikkien suurten maatalousyritysten kanssa, joista useimmilla on kiinnostusta biopolttoaineiden tuotantoon ja mikrobiologiaan. Muutamia näistä ovat Bayer, Cargill, Syngenta, Corteva, ADM, Exacta ja muita.

Gingkon kokemus geneettisten sekvenssien, organismien ja valinnan räätälöidyistä suunnitelmista sekä bio‑turvallisuuden valvonnasta tekee siitä keskeisen toimittajan kaikille teollisuudenaloille, jotka haluavat hyödyntää entsyymejä ja vasta‑aineita omassa sovelluksessaan.

Palveluntarjoajana Gingko on hyvin asemoitunut hyödyntämään synteettisen biologian alan kasvua kokonaisuudessaan.

mm

Jonathan on entinen biokemian tutkija, joka on työskennellyt geneettisen analyysin ja kliinisten kokeiden parissa. Hän on nyt osakeanalyytikko ja rahoituskirjoittaja, jonka keskittyminen on innovaatioihin, markkisykleihin ja geopoliittisiin asioihin julkaisussaan 'The Eurasian Century'.