太空中的微生物可在零重力環境下開採稀土元素

科學家發現，微生物能在零重力條件下提取岩石中具有經濟價值的元素。這個發現顯示，微生物進行生物採礦是可行，不但能補充地球資源，還將成為人類定居其它行星的重要條件。

稀土元素（鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧、釔，十七種金屬化學元素的總統稱）具有獨特的磁性或催化性能，是電子器件中的關鍵成分，也在導彈、智能武器、導航儀、噴氣發動機等軍事高新技術領域有重要應用價值。但是，這些稀土元素的開採難度大、成本高，而且很快將供不應求。而隨著人類開始探索其它小行球，找到高效、簡單的提取稀土元素的方法至關重要。

現在，微生物已經用來開採地球岩石中的稀土元素，但讓它們在太空中發揮這個作用仍未考慮，因為牠們能否在低重力或零重力的條件下完成這項工作，依然是個未知數。

此次，包括英國愛丁堡大學科學家查里斯·郭高（Charles Cockell）及他的同事在內的研究團隊，評估了國際太空站上三種細菌在微重力和模擬火星重力條件下的生物採礦潛力，這三種細菌分別是鞘氨醇單胞菌（Sphingomonas desiccabilis）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）和耐金屬貪銅菌（Cupriavidus metallidurans）。研究團隊特意測量了這些細菌的提取效率，他們從玄武岩（類似於月球和火星表面的大部分物質）浸出的十四種不同稀土元素的含量。同時，他們還在地球上進行普通重力條件下的平行實驗。

研究人員發現，鞘氨醇單胞菌在三種重力條件下都能讓玄武岩浸出稀土元素，而且該細菌的浸出率在三種重力條件下都差不多，玄武岩中含量最豐富的稀土元素的浸出率最高（鈰和釹的浸出率約為70%）。測試中，其牠細菌的浸出率或是在低重力條件下減少，或是在任何實驗條件下都無法浸出稀土元素。

結果證明，雖然微生物的生物採礦能力具有生物體特異性，但這種能力在太空和類似火星的重力條件下，是可以存在的。

【圖：美國太空總署；文：節錄自科學網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在2020年11月11日出版的《自然-通讯》期刊