打ち上げ！パシフィック・ノースウエスト国立研究所の微生物研究は、火星での将来の農業への道を切り開くかもしれない
アラン・ボイル著
国際宇宙ステーションへ向かう途中の実験は、土のようにありふれたものだが、宇宙で作物を育てる鍵となるかもしれないテーマに焦点を当てている。
NASAの資金提供を受けたこの実験は、「宇宙におけるマイクロバイオームのダイナミクス（DynaMoS）」と呼ばれ、パシフィック・ノースウエスト国立研究所の研究者によって実施されています。DynaMoSでは、ワシントン州プロッサーにあるワシントン州立大学のフィールドサイトで採取された土壌と細菌が使用されています。
「土壌微生物は地球上の生命維持システムの隠れた担い手です」と、PNNLの主任科学者であり、DynaMoS実験の主任研究者であるジャネット・ヤンソン氏は、打ち上げ前の記者会見で説明した。バクテリアは有機物を分解し、成長中の植物に必要な栄養素を供給する働きをする。
宇宙ミッションにより、微生物の生息範囲が地球の外まで広がる可能性がある。
「土壌微生物は、月面や火星の環境を植物の生育に適したものにするのに役立ちます」とヤンソン氏は述べた。「また、宇宙ステーションや長期宇宙飛行中の作物栽培にも活用できます。」
宇宙環境が土壌微生物の働きにどのような影響を与えるかを解明するため、科学者たちは8種類のバクテリアを含んだ土壌が入った試験管52本を、宇宙ステーション行きのSpaceX Dragonロボット貨物カプセルに搭載した。さらに52本の試験管は比較のために研究室に保管されている。
この貨物は当初、NASAケネディ宇宙センターから6月に打ち上げられる予定だった。しかし、ドラゴンへの燃料補給中にヒドラジン推進剤の濃度が上昇していることをエンジニアが検知したため、打ち上げは中止された。
対照的に、今日の打ち上げは滞りなく行われた。スペースXのファルコン9ロケットが打ち上げられて数分後、第一段ブースターは大西洋に停泊中の無人機船に着陸し、ドラゴンは軌道へのロボット飛行を続けた。
予定では、ドラゴンは土曜日に宇宙ステーションとランデブーし、ダイナモスを含む約5,800ポンドの物資と実験を届ける予定となっている。
PNNLの研究者たちは、土壌サンプル中の細菌がキチンと呼ばれる物質をどの程度分解するかを観察する予定です。キチンは昆虫の外骨格や菌類の細胞壁に含まれる物質です。キチンはセルロースに次いで世界で2番目に多く存在する多糖類であり、微生物の一般的な栄養源となっています。
微生物がキチンを摂取すると、土壌中の他の生物のための栄養分が生産されます。ヤンソン氏は、微生物がキチンをどれだけうまく摂取するかを測定することで、宇宙における炭素循環プロセスが、無重力、宇宙放射線被曝、二酸化炭素濃度の変化といった要因によってどのように影響を受けるかを科学者が理解できるはずだと述べています。
「分解には相互作用するコミュニティが必要となるものを作りたかったのです」とヤンソン氏はGeekWireに語った。「キチンは複雑なポリマーなので、一つの生物だけで全て分解するのは難しいのです。」
各試験管セットは、12週間にわたり4回に分けてサンプル採取されます。そして、宇宙で採取されたサンプルは軌道から帰還後、地球に残された実験室サンプルと比較されます。
「どの生物がどの生物と仲良く遊んでいるかを調べるために、予備実験をいくつか行いました」とヤンソン氏は述べた。「私たちの仮説は、宇宙環境では、宇宙環境の条件によってこうした相互作用が変化する可能性があるということです。例えば、微小重力下では、異なる種同士が互いを見つけるのがより困難になる可能性があります。」
この実験の結果は、宇宙船、月、火星での作物栽培に適した土壌の作り方を科学者たちが模索する上で、大きな指針となるかもしれません。もしかしたら、ワシントン州東部のバクテリアの混合物が、火星でのジャガイモ栽培を最適化することになるかもしれません。
