Apa yang Akan Makan Manusia di Mars Setelah Mereka Mengolonisasi Planet Merah?

Persiapan sudah berlangsung untuk misi yang akan mendaratkan manusia di Mars dalam satu dekade atau lebih. Tetapi apa yang akan dimakan orang jika misi-misi ini pada akhirnya mengarah pada kolonisasi permanen planet merah?

Sekali (jika) manusia berhasil sampai ke Mars, tantangan utama bagi koloni mana pun adalah menghasilkan pasokan makanan yang stabil. Biaya yang sangat besar untuk meluncurkan dan memasok kembali sumber daya dari Bumi akan membuat hal itu tidak praktis.

Manusia di Mars harus pindah dari ketergantungan sepenuhnya pada kargo yang dikirim, dan mencapai pertanian mandiri dan berkelanjutan tingkat tinggi.

Baca lebih lanjut: Ditemukan: danau air cair besar di bawah kutub selatan Mars

Penemuan air cair baru-baru ini di Mars - yang menambahkan informasi baru pada pertanyaan apakah kita akan menemukan kehidupan di planet ini - memang meningkatkan kemungkinan menggunakan pasokan seperti itu untuk membantu menanam makanan.

Tetapi air hanyalah satu dari banyak hal yang kita perlukan jika kita menanam cukup makanan di Mars.

Makanan Seperti Apa?

Penelitian sebelumnya telah menyarankan penggunaan mikroba sebagai sumber makanan di Mars. Penggunaan rumah kaca hidroponik dan sistem lingkungan yang dikendalikan, mirip dengan yang sedang diuji di Stasiun Luar Angkasa Internasional untuk menanam tanaman, adalah pilihan lain.

Bulan ini, di jurnal Gen, kami memberikan perspektif baru berdasarkan penggunaan biologi sintetik canggih untuk meningkatkan kinerja potensial kehidupan tanaman di Mars.

Biologi sintetis adalah bidang yang tumbuh cepat. Ini menggabungkan prinsip-prinsip dari teknik, ilmu DNA, dan ilmu komputer (di antara banyak disiplin ilmu lainnya) untuk memberikan fungsi baru dan lebih baik untuk organisme hidup.

Kita tidak hanya dapat membaca DNA, tetapi kita juga dapat merancang sistem biologis, mengujinya, dan bahkan merekayasa seluruh organisme. Ragi hanyalah salah satu contoh dari mikroba pekerja keras industri yang seluruh genomnya sedang direkayasa ulang oleh konsorsium internasional.

Teknologi ini telah berkembang sejauh rekayasa genetika dan otomatisasi sekarang dapat digabung menjadi fasilitas robot otomatis, yang dikenal sebagai biofoundries.

Biofoundries ini dapat menguji jutaan desain DNA secara paralel untuk menemukan organisme dengan kualitas yang kita cari.

Mars: Seperti Bumi tetapi Bukan Bumi

Meskipun Mars adalah yang paling mirip Bumi dari planet-planet tetangga kita, Mars dan Bumi berbeda dalam banyak hal.

Baca selengkapnya: Buku harian yang terhormat: matahari tidak pernah terbenam di simulasi Kutub Utara Mars

Gravitasi di Mars sekitar sepertiga dari yang ada di Bumi. Mars menerima sekitar setengah dari sinar matahari yang kita dapatkan di Bumi, tetapi tingkat ultraviolet (UV) berbahaya dan sinar kosmik yang jauh lebih tinggi. Suhu permukaan Mars sekitar -60 derajat Celcius, dan memiliki atmosfer tipis yang terutama terbuat dari karbon dioksida.

Tidak seperti tanah Bumi, yang lembab dan kaya akan nutrisi dan mikroorganisme yang mendukung pertumbuhan tanaman, Mars ditutupi dengan regolith. Ini adalah bahan kering yang mengandung bahan kimia perklorat yang beracun bagi manusia.

Selain itu - meskipun danau sub-permukaan terbaru ditemukan - air di Mars sebagian besar ada dalam bentuk es, dan tekanan atmosfer yang rendah dari planet ini membuat air cair mendidih sekitar 5 derajat Celcius.

Tumbuhan di Bumi telah berevolusi selama ratusan juta tahun dan disesuaikan dengan kondisi terestrial, tetapi mereka tidak akan tumbuh dengan baik di Mars.

Ini berarti bahwa sumber daya substansial yang akan langka dan tak ternilai bagi manusia di Mars, seperti air cair dan energi, perlu dialokasikan untuk mencapai pertanian yang efisien dengan secara buatan menciptakan kondisi pertumbuhan tanaman yang optimal.

Menyesuaikan Tanaman ke Mars

Alternatif yang lebih rasional adalah dengan menggunakan biologi sintetis untuk mengembangkan tanaman khusus untuk Mars. Tantangan besar ini dapat diatasi dan dilacak dengan cepat dengan membangun Biofoundry Mars yang berfokus pada tanaman.

Fasilitas otomatis semacam itu akan mampu mempercepat rekayasa desain biologis dan menguji kinerja mereka dalam kondisi Mars yang disimulasikan.

Dengan dana yang memadai dan kolaborasi internasional yang aktif, fasilitas canggih semacam itu dapat meningkatkan banyak sifat yang diperlukan untuk membuat tanaman tumbuh subur di Mars dalam satu dekade.

Ini termasuk meningkatkan fotosintesis dan perlindungan fotop (untuk membantu melindungi tanaman dari sinar matahari dan sinar UV), serta toleransi kekeringan dan dingin pada tanaman, dan rekayasa tanaman fungsional hasil tinggi. Kita juga perlu memodifikasi mikroba untuk mendetoksifikasi dan meningkatkan kualitas tanah Mars.

Ini semua adalah tantangan yang berada dalam kemampuan biologi sintetis modern.

Manfaat untuk Bumi

Mengembangkan generasi tanaman berikutnya yang diperlukan untuk mempertahankan manusia di Mars juga akan memiliki manfaat besar bagi orang-orang di Bumi.

Baca selengkapnya: Sebelum kita menjajah Mars, mari kita lihat masalah kita di Bumi

Populasi global yang berkembang meningkatkan permintaan akan makanan. Untuk memenuhi permintaan ini kita harus meningkatkan produktivitas pertanian, tetapi kita harus melakukannya tanpa berdampak negatif pada lingkungan kita.

Cara terbaik untuk mencapai tujuan-tujuan ini adalah dengan memperbaiki tanaman yang sudah banyak digunakan. Mendirikan fasilitas seperti Biofoundry Mars yang diusulkan akan membawa manfaat besar bagi waktu penyelesaian penelitian tanaman dengan implikasi untuk keamanan pangan dan perlindungan lingkungan.

Jadi, pada akhirnya, penerima manfaat utama dari upaya mengembangkan tanaman untuk Mars adalah Bumi.

Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation oleh Briardo Llorente. Baca artikel asli di sini.