未來月球基地細菌幫大忙

文 ◎ 邱尚德、方洪

細菌不全然與疾病聯繫在一起，有一種藍細菌可以在極度缺乏養料的月球土壤裏生存。科學家設想，有一天人類移居月球，這種藍細菌或許可以幫助我們……

日常生活中細菌幾乎無處不在，不過細菌不見得總是與疾病聯繫在一起。有許多細菌甚至在生活和工業上有巨大的用途。

最近科學發現一種藍細菌（Cyanobacteria），可以在極度缺乏養料的月球土壤裏生存。科學家設想，如果有一天人類移居月球或其他星體，這種藍細菌或許可以幫助我們，將月球貧瘠的土壤變成能源和肥料的來源。

那麼藍細菌是如何做到這一點呢？

極端環境中的生存者

通常適合人類生存的溫度、水和養份條件，也是多數微生物所喜愛的環境，其中當然也包括細菌。但是有些細菌卻能在人類認為是極端的環境中旺盛的生長，這類生物被稱為極端微生物。

一些細菌存在於溫泉中，被稱為嗜熱細菌；另一些居住在高鹽湖中，稱為喜鹽微生物；還有一些存在於酸性或鹼性環境中，被稱為嗜酸細菌和嗜鹼細菌；另有一些存在於阿爾卑斯山冰川中，被稱為嗜冷細菌。

藍細菌也是很潑辣的微生物，這種光合自養菌也是已知的最古老的生物。它的正常生長需要一些基本元素，如氮、硫、磷、維生素和金屬元素，如鈉、鉀、鈣、鎂、鐵、鋅和鈷等。更重要的是，它還可製造氧氣，這可是人類所必須的。

月球基地藍細菌幫忙

美國太空總署（NASA）的科學家最近在實驗室分離出一種頑強的藍細菌，它可以生長在不利於生存的月球土壤裏。這令太空科學家興奮不已，究其原因，還要從設想中的月球基地說起。

NASA計畫在二零二零年送太空人重回月球，以實現建立永久月球基地的終極目標。但是維持這樣的基地本身就是一個大的挑戰。

其中一個原因是，在地球和月球之間往返運送食物、燃料與其他補給品將是一大筆花費。因此，如果月球上能夠自己生產即使是一公克的資源，都有助於降低開支，同時也使得基地更易維持下去。

這樣一來，具有奇異力量的藍細菌就相當有用了。

因為未來的月球（基地）移民者，也許能夠利用它從土壤中萃取出可以用來充當火箭燃料或者作物肥料的有用資源。

美國太空總署德州休斯頓約翰遜太空中心的布朗（Igor Brown）說：「月球土壤不利於植物生長，因為許多養份都被鎖在植物無法破解的堅硬礦物中。而有些藍細菌可以解決這個問題。」

藍細菌生存在水氣飽滿的環境中。嚴格說來，它是一種細菌，不過卻可以像植物一樣，通過光合作用生產所需的食物。藍細菌有時被稱為「藍綠藻」，其實與看起來相似的藻類一點關係都沒有。

來自溫泉的藍細菌

藍細菌可以生活在高溫的溫泉中。在七十五攝氏度時，它是黃色的，隨著溫度的降低顏色會變深，從桔色、鏽色直到棕色。（USGS/David E. Wieprecht）

布朗領導的研究小組發現，某些藍細菌卻可以在提供水、空氣與光之後，自在的在月球土壤中生活。布朗與小組成員試著在模擬月球土壤的物質中培養種類不同的藍細菌。這種土壤包含大量在月球相對豐富的鈦鐵礦。

研究人員從懷俄明州黃石公園的溫泉中取出多種藍細菌，將它分別放入裝有水及擬似月球土壤的容器培養。後來人們發現，其中一些藍細菌開始產生可以有效降解包括鈦鐵礦等堅硬礦物的酸劑。

布朗說，它們可以利用這種方式取得養份來生長、繁殖。若是用人工來降解這類礦物，就必須耗上大量能源產生高溫來解決。而藍細菌卻只需要日光，雖然它們萃取養份的速度不及人工加熱這些土壤。

目前已發現好幾種可生長在類似月球土壤中的藍細菌。一種剛剛發現，被命名為JSC-12的新品種引起了研究人員的極大興趣，因為它能降解土壤中所含的堅硬礦物。由於這種品質，它很可能在未來開發月球的過程中擔當主力。

水耕溫室

從月球土壤中提取資源是個複雜的過程。布朗表示，他可以預見在未來的月球，可以用許多裝有月球土壤的小型容器，輔以水與日光，來養殖藍細菌，製造養料。

利用藍細菌從月球土壤中萃取出來的成份，可以進一步用其他細菌來降解，從而製成富含養份的濃縮液。這些濃縮液可以做為肥料，提供在溫室中種植的糧食作物。藍細菌降解礦物所得的甲烷，則可以用來作為火箭的燃料。

布朗說，在更遠一點的未來，可以收集、精鍊藍細菌由土壤萃取出來的鐵與其他成份，以便生產出在月球建造機器與其他部件的金屬。

研究人員目前正在研究生產藍細菌的簡易方法。他說：「我們正學著如何在最低的條件下培植藍細菌。」◇