Rymden

Kan en ultratålig ökenmossa vara nyckeln till att ‘gröna’ Mars?

mm
Publicerad
Uppdaterad
Lägg till Securities.io bland dina föredragna källor på Google
Information: Securities.io kan få ersättning när du använder länkar till produkter vi granskar. Det påverkar inte våra redaktionella bedömningar. Vi är inte registrerad investeringsrådgivare; detta är inte investeringsråd. Läs vår affiliateinformation.

Gör Mars grön

Science fiction‑författare och forskare har länge drömt om hur man kan omvandla Mars till en frodig och grön planet, en process som kallas terraformation. Detta skulle vara ett mycket ambitiöst projekt, eftersom Mars för närvarande är en mycket hård miljö. Den har en mycket tunn atmosfär, inget flytande vatten och höga nivåer av strålning. Temperaturen är också i genomsnitt -65 °C/-85 °F.

Det antas att någon nivå av megaprojekt kommer att behövas för att terraforma Mars. Till exempel kan vi behöva värma planeten med metalliska nanoroder producerade i industriella mängder. Vi kan också extrahera en del av vattnet som är fångat i den undervattenshavet 10–15 km djupt under planetens skorpa.

Men även om dessa ansträngningar värmer upp planeten något, förtätar dess atmosfär och ger mer fukt och flytande vatten, kommer den fortfarande att vara en mycket oförlåtande plats till en början. Lyckligtvis ger forskningen om ökenekosystem på jorden oss en inblick i hur vi skulle kunna få livet att börja frodas på Mars.

Bygga jord

Vissa av jordens organismer kan växa i mycket hårda förhållanden direkt på stenar, såsom lavar och cyanobakterier. De är ofta de sista överlevande livsformerna på platser som öknar, nakna stenar och bergstoppar.

De växer dock mycket långsamt och är osannolika att samla tillräckligt med biomassa för att verkligen påskynda framväxten av ett starkt martianskt ekosystem.

Detta är ett problem, eftersom alla mer komplexa ekosystem måste växa i riktig jord, som måste innehålla mycket organiskt material. Jord är inte bara mineraler och kan inte produceras industriellt; den måste genereras av själva ekosystemet när människor initierar det.

För detta krävs en större produktion av kolbaserad biomassa än vad lavar kan producera.

Mossor är mer lovande, tack vare deras motståndskraft mot temperatur- och vattentryck, samtidigt som de växer genom fotosyntes och producerar en betydande mängd biomassa.

En nyckeldel i att göra Mars öken grön är att skapa ett biologiskt jordskorpa (BSC). BSC är en utbredd typ av marktäcke som ofta finns i torra områden. Den består av organiska komplex av kryptogama växter såsom lavar och mossor, mikrober såsom cyanobakterier, samt utsöndringarna från dessa organismer som blandas med jordpartiklar.

I vissa ökenregioner täcker BSC upp till 70 % av området, vilket avsevärt ökar vattenhållningskapaciteten och den strukturella stabiliteten i den underliggande sanden.

Intressant nog står BSC för en fjärdedel av den totala biologiska kvävefixeringen i jordens ekosystem globalt, och den kallas ofta för jordens ”levande hud”.

Den fantastiska mossan

Forskare från State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology vid Xinjiang Institute of Ecology and Geography och National Space Science Center vid Chinese Academy of Sciences samarbetade för att identifiera en mossa som skulle kunna utföra uppgiften på Mars.

De publicerade sina resultat i en vetenskaplig publikation med titeln “Den extremotoleranta ökenmossan Syntrichia caninervis är en lovande pionjärväxt för att kolonisera utomjordiska miljöer.”

Syntrichia caninervis, även känd som steppskruvmossa, är en typ av mossa som är specialiserad på att överleva hårda ökenmiljöer. Den finns över hela världen, från Antarktis till tibetanska platån, till Nordafrika och Nordamerikanska öknar.

Källa: Cell

Syntrichia är extremt motståndskraftig mot uttorkning och återhämtar sig efter >98 % vattenförlust.

Den kan också överleva temperaturer så låga som −196 °C, mycket kallare än ens den högsta temperatur som någonsin registrerats på Mars, än mindre det mer ”milda” vädret i de ekvatoriella regionerna som kan gå över fryspunkten för vatten.

Motståndskraftig mot vattentryck

Syntrichias extrema motståndskraft mot torka kan inte överskattas. Växten kan förlora nästan allt vatten och överleva, och blir först mörkgrön och sedan svart.

Ännu mer imponerande är att de uttorkade växterna blir gröna och snabbt återfår sin fotosyntetiska kapacitet inom sekunder efter återfuktning.

Källa: Cell

Dessa växter förblir fotosyntetiskt aktiva under snötäcke och kan upprätthålla kraftig tillväxt, vilket bidrar med upp till 49 % av deras årliga totala kolfixering under de frekventa frysnings‑töcyklerna på våren.

Detta kan verkligen vara avgörande om Mars väder förblir knappt över fryspunkten i de tidiga stadierna.

Överlevnad i kyla

Regioner bortom Mars ekvator, liksom sandstormdrabbade områden eller vinterperioden, kommer att utsätta det nyfödda martianska ekosystemet för brutala kalla perioder som varar veckor eller månader.

De kinesiska forskarna tog Syntrichia och utsatte den för år av -80 °C/-112 °F temperaturer. Även efter 5 år av sådan behandling överlevde inte mindre än 90 % av växterna.

De testade dem också i upp till en månad i flytande kväve vid -196 °C/-320 °F. Även då såg Syntrichia nästan alla växter växa igen när de återfördes till varmare temperaturer.

Källa: Cell

Således kan man anta att även idag, utan terraformationsinsatser, ingen martiansk vinter skulle kunna döda Syntrichia.

Strålningsresistens

Högt belägna platåer som i Tibet är svåra miljöer inte bara på grund av kyla eller torrhet utan också på grund av strålningsnivåer på grund av höjden. Så det är kanske inte förvånande att Syntrichia också är mycket strålningsresistent.

Forskarna utsatte mossan för olika nivåer av strålning och mätte dess återhämtningshastighet.

De upptäckte att upp till 500 Gy (gray, en strålningsenhet) faktiskt starkt främjade regenerering av nya grenar.

Källa: Cell

Över denna nivå saktade regenereringen av nya grenar ner, men stoppades inte, upp till 8 000 Gy, vilket började orsaka allvarlig skada. 16 000 Gy visade sig vara dödligt.

Som referens dör hälften av människorna redan vid 2,5–4,5 Gy, med svåra kramper och död vid omkring 50 Gy.

Testa Marsliknande förhållanden

Forskarna använde Planetary Atmospheres Simulation Facility (PASF) vid Chinese Academy of Sciences för att se hur mossan skulle klara sig under ”verkliga” martianska förhållanden. Istället för separata tester av olika förhållanden, såsom torrt, kallt, strålning osv., lade PASF även till atmosfärer med låg syre- och kvävehalt som tidigare inte testats separat.

Även om den inte är exakt identisk, skapar den en mycket realistisk simulering av dagens martianska växtförhållanden.

Källa: Cell

Sammanlagt överlevde alla växter de martianska förhållandena i upp till 7 dagar och återhämtade sig helt efteråt när de utsattes för Marsliknande förhållanden i torrt tillstånd.

När de utsattes för fullt hydratiserade förhållanden överlevde de också, men regenereringen var långsammare och nya grenar var färre.

Källa: Cell

Det verkar dock som att kombinationen av låg syrehalt, strålning och kyla skapar en miljö som är lite för hård även för steppskruvmossan att växa aktivt, men den kan överleva den.

Naturlig och artificiell evolution

Ett brett spektrum av anpassningar

Forskarna diskuterade också mekanismerna genom vilka steppskruvmossan klarar de hårda förhållandena den lever i. Bland annat är:

  • Ett tillstånd av selektiv metabolisk dvala under stressförhållanden, strategiskt bevarande av nyckelmetaboliter.
  • Höga nivåer av sackaros och maltos efter stress, som fungerar som osmotiska medel & skyddsämnen som hjälper till att bevara och stabilisera cellarkitekturen.
    • Sockren ger den energi som behövs för snabb återhämtning när stressen avtar.
  • En stark förmåga att avlägsna reaktiva syreföreningar efter stress genom att ackumulera höga nivåer av katalas, glutation‑S‑transferas och peroxidas.
  • Stressrelaterade katalasgener och tandemduplikation av S. caninervis-gener som kodar för fotoprotektiva tidigt ljusinducerade proteiner.
  • Överlappande blad som bevarar vatten och skyddar växten från intensivt solljus samt vita hår på bladtopparna som reflekterar stark solstrålning och förbättrar vattenutnyttjandets effektivitet
    • Under uttorkning blir bladen markant krullade och krympta, och bladvinklarna blir mindre.

Optimera liv för Mars

Naturlig evolution

Den anmärkningsvärda överlevnadsförmågan hos Syntrichia caninervis öppnar vägen för att den gradvis kan anpassa sig till martianska förhållanden om den får lite hjälp.

Detta kan ske naturligt, så länge vissa mikrobiomer erbjuder förutsättningar för tillväxt i ett litet område, till exempel naturligt varmare och atmosfäriskt tätare låglandskanjoner och kratrar runt ekvatorn.

Från dessa initiala tillväxtområden kan naturligt urval och spontana mutationer välja fram egenskaper som krävs för att kolonisera resten av planeten.

Riktad evolution

Mänskligheten använder idag rutinmässigt riktad evolution för att skapa nya enzymer och organismer för sina egna ändamål och industriell produktion, en prestation som belönades med Nobelpriset i kemi 2018. Samma strategi kan användas för att skapa cyanobakterier, lavar och mossor som är mer motståndskraftiga mot Mars.

Till exempel kan vi börja från nästan Marsliknande förhållanden, som är något bättre men fortfarande hårdare än på jorden, vilket tillåter Syntrichia (och andra organismer) att växa. Och sedan successivt förändra förhållandena så att endast delsektioner av populationen överlever, med nya egenskaper och starkare motstånd.

Genom att upprepa denna process hundratals gånger kan vi få nya arter som kan överleva marsförhållanden som de är idag.

Även om det misslyckas med att nå det målet, kommer de resulterande mossorna och mikroorganismerna sannolikt att bättre överleva på en delvis eller dåligt terraformerad Mars än de ursprungliga organismerna direkt från jorden.

Genetisk ingenjörskonst

Forskare skulle också kunna ge ett lyft åt mossans förmåga att överleva på Mars genom att stimulera kända gener som redan är involverade i tolerans mot kyla/torrhet/strålning.

Detta kan göras genom att öka uttrycksnivåerna av befintliga Syntrichia caninervis‑gener som de tidigare nämnda katalaserna, glutation‑S‑transferas och peroxidas. Eller genom att lägga till nya gener från andra arter.

Att fastställa vad som är den begränsande faktorn för tillväxt i Marsliknande förhållanden kommer också att vara avgörande. Är det otillräcklig strålningsresistens? Till kyla? Till atmosfäriska förhållanden?

Investera i Mars

Vi är för tidigt för att investera i terraforming‑megaprojekt eller martiansk fast egendom. Men ett fåtal företag arbetar hårt med att bygga de byggstenar som möjliggör att sätta den första människan på Mars och senare kolonisera planeten.

En nyckeldel kommer att vara återanvändbara raketer, vilket dramatiskt minskar kostnaden för att skjuta upp utrustning i omloppsbana och djuprymden. Detta arbete leds för närvarande främst av Elon Musks SpaceX, ett privat företag, med andra raketföretag som snabbt hänger på.

En annan faktor blir att skapa en självförsörjande rymdbaserad ekonomi och en martiansk ekonomi, som kan stödja terraforming‑insatser utan att vara beroende av jordboarnas vilja att finansiera det ”gratis” (följ länkarna för mer detaljer om hur det skulle fungera).

Du kan investera i rymdföretag via många mäklare, och här på securities.io hittar du våra rekommendationer för de bästa mäklarna i USA, Kanada, Australien, Storbritannien, såväl som många andra länder.

Om du inte är intresserad av att välja specifika rymdföretag kan du också titta på ETF:er som ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX), iShares U.S. Aerospace & Defense ETF (ITA), eller SPDR S&P Aerospace & Defense ETF,  som ger en mer diversifierad exponering för att kapitalisera på rymdindustrin.

Eller så kan du läsa vår artikel om “Top 10 Aerospace and Defense Stocks”.

Investera i rymdföretag

1.  Virgin Galactic

SPCE Prisdiagram

Företaget grundades av Richard Branson och fokuserar på rymdturism.

Biljetterna ligger i intervallet $250 000–450 000, med en lång väntelista. De första kunderna verkar vara extatiska över sin upplevelse:

“Jag visste alltid att det skulle bli den mest extraordinära upplevelsen i mitt liv. Jag visste det. Och folk sade åt mig att det skulle bli så. Men när det är… och det är på en annan nivå än den upplevelse du trodde du skulle få… så är det väldigt svårt att förklara.”

“Det här har varit den bästa dagen i mitt liv, den mest sensationella dagen i mitt liv. Och man kan inte få något bättre än så. Det överträffade mina vildaste drömmar.”

Som vi diskuterade tidigare, rymdturism kan bli CENTRUM för den framtida martianska ekonomin.

Detta beror på att Mars inte bara kommer att erbjuda en unik upplevelse, utan också ha några av de mest imponerande egenskaperna i hela solsystemet:

  • Den största kanjonen i solsystemet (4 000 km lång, 200 km bred och upp till 7 km djup).
  • En vulkan på 21,9 km i höjd (72 000 fot) och ungefär lika stor som Frankrike eller delstaten Arizona.

Källa: Wikipedia

Före Mars siktar Virgin Galactic (SPCE ) på att bli ledaren för orbital (och senare kanske lunär) turism, mer inom räckhåll för våra nuvarande tekniska möjligheter innan en kinesisk eller SpaceX Mars-landing.

Virgin Galactic har arbetat med att förbättra sin enhetsekonomi, med ett nytt uppskjutningssystem, “Delta”, som kan transportera 6 passagerare istället för 4, och utföra 8 flygningar/månad istället för bara en.

Tillsammans bör dessa två förbättrade mått öka intäkterna per enhet med 12 gånger, med en återbetalningstid på mindre än 6 månader för varje Delta‑shuttle. Delta‑flygtestet förväntas i mitten av 2025.

Marknaderna var oroade när det meddelades att Branson inte skulle investera mer i Virgin Galactic. Särskilt efter nedskärningen av 185 anställda och en paus i rymdflygningarna 2024, för att vänta på ankomsten av Delta‑shuttlen och minska kassaförbrukningstakten.

Ändå förutspås Virgin Galactic ha tillräckligt med kontanter för att driva verksamheten till 2025 eller 2026. Så om utvecklingen av Delta‑flygsystemet går smidigt (en riskfylld satsning i rymdindustrin), bör företaget kunna fokusera på att återuppta och öka kassaflödet, med ett system som är lönsamt per enhet. Och göra så att företaget får ett positivt kassaflöde år 2026.

(Det bör noteras att Virgin Galactic är annorlunda än Virgin Orbit. Virgin Orbit ansökte om konkurs i april 2023, och tillhandahöll lanseringstjänster för små satelliter, med Rocket Lab som förvärvade företagets anläggning i Long Beach, tillverkning och verktygsresurser).

Den senaste konkursen för Virgin Orbit och avståndstagandet från Virgin Galactic av grundaren Richard Branson har skadat företagets image bland investerare, vilket resulterat i ett kraftigt fall i aktiekursen 2023 & 2024.

Samtidigt visar tidigare kunders tillfredsställelse, en tydlig plan för en lönsam design (Delta‑shuttles) och en lång väntelista av potentiella kunder att företaget fortfarande kan vara livskraftigt även utan ytterligare kapital. Så mycket beror på framgången med att utveckla, tillverka och driva Delta‑shuttlen och att uppnå detta före slutet av 2025.

Om så är fallet skulle den mycket lägre värderingen skapa en möjlighet för investerare att köpa företagets aktier till ett rabatterat pris.

2. Ginkgo Bioworks

DNA Prisdiagram

Företaget producerar skräddarsydda organismer på begäran för specifika tillämpningar, inklusive biomedicinska tillämpningar samt industri- och materialvetenskapsprogram. Det har också ett stort bio‑säkerhetssegment, som blomstrade under pandemin.

I de flesta fall används någon form av riktad evolution i produktionen och urvalet av Ginkgos produkter. Om mänskligheten blir seriös med att kolonisera Mars, kan Ginkgos specialisering på att skapa skräddarsydda organismer genom genetisk ingenjörskonst och riktad evolution göra dem till en huvudleverantör och partner för dessa projekt.

Ginkgo Bioworks (DNA ) har under de senaste åren diversifierat sitt tillämpningsområde kraftigt, med många forskningsprogram och partnerskap:

Det tjänar pengar genom att först få betalt i förskott för utvecklingsprocessen och sedan genom royalties på den färdiga produkten.

Ginkgos partnerskap expanderar ständigt, med:

  • Ett växande partnerskap med Novo Nordisk.
  • Ett partnerskap med det japanska handelsföretaget Sojitz Corporation.
  • DARPA‑finansiering för nya proteiner för att kontrollera is i extrema kalla väderförhållanden.
  • Ett avtal på 331 M$ med Pfizer.
  • Ett avtal på 490 M$ med Merck för att optimera tillverkning av biologiska läkemedel.
  • Ett avtal på 406 M$ med Boehringer Ingelheim för otillgängliga mål.

Ginkgo Bioworks samarbetar också med alla stora jordbruksföretag, varav de flesta har intressen i biobränsleproduktion och mikrobiologi.  Några av dessa inkluderar Bayer, Cargill, Syngenta, Corteva, ADM, Exacta och fler.

Ginkgos erfarenhet av skräddarsydda designer av genetiska sekvenser, organismer och urval, samt inom bio‑säkerhetsövervakning, gör dem till en nyckelleverantör för alla industrier som vill utnyttja enzymer och antikroppar för sina specifika tillämpningar.

Som tjänsteleverantör är Ginkgo väl positionerat för att kapitalisera på tillväxten av den syntetiska biologiindustrin som helhet.

mm

Jonathan är en tidigare biokemistforskare som arbetade med genetisk analys och kliniska prövningar. Han är nu en aktieanalytiker och finansskribent med fokus på innovation, marknadscykler och geopolitik i sin publikation 'The Eurasian Century'.