如果人類有一天移民火星，我們吃什麼！

我們可以創造出適合在火星生存的食物植物。準備工作已經在進行中，任務將在10年左右的時間裡把人類送上火星。但是，如果這些任務最終導致了這個紅色星球的永久殖民，人們會吃什麼呢?

一旦人類真的到達火星，對任何一個群體來說，最大的挑戰就是產生穩定的食物供應。從地球上發射和重新供應資源的巨大成本將使這種做法不切實際。

火星上的人類將需要擺脫對海運貨物的完全依賴，實現高度的自給自足和可持續農業。

最近在火星上發現液態水——這為我們是否能在這個星球上找到生命的問題增加了新的信息——確實增加了利用這些補給來幫助種植食物的可能性。

但是如果我們要在火星上種植足夠的食物，水只是我們需要的眾多東西之一。

在火星上吃什麼？

先前的研究表明，在火星上，微生物是食物的來源。使用水培溫室和控制環境系統是另一個選擇，類似於在國際空間站上進行的作物種植試驗。

這個月，在《基因》雜誌上，我們提供了一個新的視角，基於先進的合成生物學來改善火星上植物生命的潛在表現。

合成生物學是一個快速發展的領域。它結合了工程學、DNA科學和計算機科學(以及許多其他學科)的原理，將新的和改進的功能賦予生物。

我們不僅可以讀取DNA，還可以設計生物系統，測試它們，甚至可以設計整個有機體。酵母菌只是一個例子，它的整個基因組正在被一個國際聯盟重新設計。

這項技術已經發展到現在，精密基因工程和自動化可以被合併到自動化的機器人設備中，也就是生物機器人。

這些生物工廠可以同時測試數百萬的DNA設計，以找到具有我們正在尋找的品質的生物。

火星:類似地球，但不是地球

雖然火星是地球上最接近地球的行星，但火星和地球在許多方面存在差異。

火星的引力大約是地球的三分之一。火星接收到地球上一半的陽光，但是有害的紫外線和宇宙射線卻高得多。火星的表面溫度約為-60℃,它有一個稀薄的大氣層主要由二氧化碳。

火星土壤不像地球土壤這麼濕潤，而且富含營養物質和微生物，支持植物生長。火星土壤是一種乾燥的物質，含有對人類有毒的高氯酸鹽化學物質。

儘管最新的地下湖在火星上發現水主要以冰的形式存在。地球上的植物已經進化了數億年，適應了陸地環境，但它們在火星上不會長得很好。

這意味著在火星上，液態水和能源一樣，對人類來說是稀缺而無價的資源，需要通過人為創造最佳的植物生長條件來實現高效農業。

如何讓植物適應火星

一種更合理的選擇是利用合成生物學來培育專門用於火星的作物。這一艱巨的挑戰可以通過建造一個以植物為中心的火星生物農場來解決，而且可以快速完成。

這種自動化設備將能夠加速生物設計的工程，並在模擬的火星條件下測試它們的性能。

有了足夠的資金和積極的國際合作，這樣一個先進的設施可以在十年內改善使作物在火星上茁壯成長所需的許多特性。

這包括改善光合作用和光轉染(幫助保護植物免受陽光和紫外線的傷害)，以及提高植物的耐旱和耐寒性，以及設計高產功能作物。我們還需要修改微生物，以解毒和改善火星土壤質量。

這些都是現代合成生物學能力範圍內的挑戰。

為地球帶來好處

開發火星上維持人類生存所需的新一代農作物也將對地球上的人們帶來巨大的好處。

不斷增長的全球人口增加了對食物的需求。為了滿足這一需求，我們必須提高農業生產率，但我們必須在不影響環境的情況下這樣做。

實現這些目標的最好方法是改善已經廣泛使用的作物。建立諸如擬議的火星生物農場這樣的設施，將為植物研究的周轉時間帶來巨大的好處，對食品安全和環境保護有影響。

因此，最終，開發火星作物的主要受益者將是地球。

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