Teraformiranje — presađivanje života 

Ideja o teraformiranju, ciljanom stvaranju ekoloških uslova nalik onima na Zemlji na drugim planetama, postoji koliko i ideja o svemirskom putovanju. Najpre kao plod naučne fantastike ranih 1940-ih godina, nakon mnogo decenija napretka približava se naučnoj stvarnosti.

Zašto Mars? 

Imajući u vidu trenutna ograničenja svemirskog putovanja, izvesno je da bi prva meta teraformiranja morao biti Mesec ili po uslovima Zemlji najsličnija okolna planeta — Mars. Intenzivna istraživanja na površini Marsa proteklih godina su utvrdila da na Marsu postoje svi hemijski elementi neophodni za život, kao i da je moguće da su u nekom trenutku uslovi na Marsu mogli da budu gostoljubivi za život, ukoliko je postojao. 

Dodatna pogodnost za Mars je što se jedini u našoj okolini nalazi u takozvanoj ,,Goldiloks’’ zoni, svemirskom regionu koji je dovoljno blizu nekoj zvezdi za dugoročno održavanje života. On je lociran na udaljenosti oko 1.52 puta većoj od udaljenosti Zemlje od Sunca. Takođe, do Marsa dopire oko 43% Sunčeve svetlosti koju dobija Zemlja, što je sasvim dovoljno za održavanje fotosintetičkog života koji je od ključnog značaja za teraformiranje. Ono što, sa druge strane, čini Mars trenutno nedostupnim za žive organizme jesu suša, ekstremno niske temperature i velike dnevne fluktuacije (preko 100 °C) kao i nizak pritisak.

Umetnički prikaz teraformiranja Marsa kroz različite faze.

(Izvor:https://link.springer.com/article/10.1007/s00203-019-01651-x)

Imamo plan

Pre oko 30 godina naučnici su zacrtali plan u tri faze kojim bi se postigla ekopoeza Marsa, stvaranje uslova nalik Zemlji i naseljavanje pionirskih mikroorganizama koji bi napravili prvi korak u stvaranju planete gostoljubive za ostale organizme. Prva faza ovog plana je u velikoj meri već završena. Ona obuhvata istraživanje planete i utvrđivanje njene prijemčivosti naseljavanju živog sveta. Kao što smo već spomenuli, znamo da postoji veliki broj razloga zašto Mars može biti prvi kandidat, odnosno da je planeta biokompatibilna.

Sledeći korak bilo bi približavanje temperaturnih i atmosferskih uslova na površini Marsa onima koji su prisutni na Zemlji (planetarni inženjering). Dalji napredak nakon ove faze mogao bi se uporediti sa silaskom sa vrha planine i promenom ekosistema prisutnih u određenim uslovima sredine (ekološke sukcesije). Počelo bi se sa uslovima nalik polarnoj pustinji sa atmosferom bez kiseonika, nakon čega bi se postepeno uvodile zajednice organizama kako se uslovi menjaju radom prethodnih. Ideje za rešavanje ovog problema su brojne i vrlo kreativne, poput namernog izazivanja termonuklearnih eksplozija, bombardovanja meteorima, pa čak i korišćenja velikih orbitalnih ogledala. Korišćenjem perfluorokarbona koji su odgovorni za efekat staklene bašte na našoj planeti, neki autori predlažu, postiglo bi se dovoljno povećanje temperature i gustine atmosfere, kao i stabilizacija tečne vode. 

Proračuni nam govore da bi trebalo čak 100 do 1000 godina da bi se na Marsu postigli temperaturni uslovi Antarktika. Međutim, čak i takvi relativno ekstremni uslovi bili bi dovoljni za početak sledeće faze: naseljavanja pionirskih mikroorganizama. Naučnici su se zbog toga posvetili traganju za mikroorganizmom koji bi mogao da opstane u novostvorenim ekstremnim uslovima na površini Marsa i da istovremeno započne proces oksigenacije atmosfere. 

Budući da znamo da je Zemljina atmosfera kakva je danas, proizvod delovanja fotosintetičkih prokariota, cijanobakterija, možda je moguće namerno izazvati taj događaj i na Marsu. Jedna od predloženih cijanobakterija tokom ranih devedesetih bila je kosmopolitski ekstremofil Chroococcidiopsis, po svojim karakteristikama jako bliska primitivnim cijanobakterijama rane Zemlje. Sposobna  je da preživi raznovrsne ekstremne uslove života na Zemlji, sa kojima bi se sigurno suočila i na površini Marsa, čak i nakon druge faze teraformiranja. Predloženo je da se Chroococcidiopsis naseli na Marsu u procesu ,,farminga’’ kojim bi se simulirali hipolitički uslovi u kojima žive pustinjski predstavnici ovog roda, ispod kamenja koje omogućava očuvanje vlage i propušta dovoljno svetlosti za odvijanje fotosinteze.

Hipolitički rast cijanobakterije Chroococcidiopsis (Izvor: Imre Friedmann, E., and R. Ocampo-Friedmann. “A Primitive Cyanobacterium As Pioneer Microorganism For Terraforming Mars”)

Nove (obrnute) ideje — bioformiranje

Sa pojavom novih tehnologija i saznanja iz oblasti genetičkog inženjeringa i sintetičke biologije, možemo da razmišljamo i o obrnutoj alternativi spomenutom planu — bioformiranju: umesto da prilagođavamo uslove nove planete organizmu, možemo prilagoditi organizam novoj planeti. Iza ove ideje stoji logika da je mnogo praktičnije, brže i jeftinije metodama sintetičke biologije stvoriti pogodne pionirske organizme nego za njima tragati među postojećim organizmima na Zemlji. Na ovaj način bismo značajno olakšali i ubrzali ne samo kolonizaciju Marsa, već i bilo koje Zemlji slične egzoplanete. 

Preskačući najduži i najteži korak teraformiranja — planetarni inženjering, uz napredak u metodama istraživanja uslova na drugim planetama koji smo već ostvarili (mogućnost udaljenog proučavanja teleskopima), kolonizacija bi se praktično svela na precizno dizajniranje in silico pionirskog organizma skrojenog za određenu planetu, bilo promenom postojećih organizama ili dizajnom de novo sintetičkih organizama. Ovakav pristup je vrlo perspektivan, uzimajući u obzir i mnoge druge dodatne prednosti kao i mogućnost daljeg tehnološkog usavršavanja. Kolonizacija planeta bila bi značajno ubrzana i logistički izvodljivija.

Ilustrovani prikaz novog pristupa teraformiranju baziranog na sintetičkoj biologiji (Izvor: Sleator, Roy D., and Niall Smith. “Terraforming: Synthetic Biology’s Final Frontier”)

U vremenima kada gledamo kako se, u velikoj meri našom krivicom, planeta nepovratno menja, čovečanstvo treba da razmišlja o planu B za preživljavanje. Teraformiranje i kolonizaciju planeta naša generacija gotovo sigurno neće dočekati. Ipak, naučnici ponekad moraju dolaziti do otkrića čije plodove neće ubirati. 

Izvori:

• Sleator, Roy D., and Niall Smith. “Terraforming: Synthetic Biology’S Final Frontier”. Archives Of Microbiology, vol 201, no. 6, 2019, pp. 855-862. Springer Science And Business Media LLC, https://doi.org/10.1007/s00203-019-01651-x. Accessed 31 Oct 2021.
• Imre Friedmann, E., and R. Ocampo-Friedmann. “A Primitive Cyanobacterium As Pioneer Microorganism For Terraforming Mars”. Advances In Space Research, vol 15, no. 3, 1995, pp. 243-246. Elsevier BV, https://doi.org/10.1016/s0273-1177(99)80091-x. Accessed 31 Oct 2021.
• Graham, James M. “The Biological Terraforming Of Mars: Planetary Ecosynthesis As Ecological Succession On A Global Scale”. Astrobiology, vol 4, no. 2, 2004, pp. 168-195. Mary Ann Liebert Inc, https://doi.org/10.1089/153110704323175133. Accessed 31 Oct 2021.
• Haynes, Robert H., and Christopher P. McKay. “The Implantation Of Life On Mars: Feasibility And Motivation”. Advances In Space Research, vol 12, no. 4, 1992, pp. 133-140. Elsevier BV, https://doi.org/10.1016/0273-1177(92)90167-v. Accessed 1 Nov 2021.
• “NASA Rover Finds Conditions Once Suited For Ancient Life On Mars”. Jpl.Nasa.Gov, 2021, https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-rover-finds-conditions-once-suited-for-ancient-life-on-mars.