التعدين الحيوي الميكروبي من مادة نجمية على متن محطة الفضاء الدولية

تحويل صخور الفضاء إلى موارد مفيدة

بينما يحلم البشر ببناء قواعد على القمر والمريخ وما وراءهما، تبرز مسألة كبيرة: من أين سنحصل على المواد الخام التي تدعم الحياة والتكنولوجيا بعيدًا عن الأرض؟ شحن كل شيء من الوطن مكلف ومحفوف بالمخاطر. تستكشف هذه الدراسة حليفًا مفاجئًا لمستوطنِي الفضاء في المستقبل — كائنات دقيقة يمكنها أن «تأكل» صخور النيازك ببطء وتطلق معادن قيمة، حتى أثناء دورانها حول الأرض على متن محطة الفضاء الدولية. وتشير نتائجهم إلى كيف يمكن للبيولوجيا أن تساعد في تحويل صخور فضائية مقفرة إلى مناجم وتربة ومصانع كيميائية للمجتمعات خارج العالم.

التعدين الفضائي بمساعدة كائنات حية

على الأرض، تُستخدم أنواع معينة من البكتيريا والفطريات بالفعل في «التعدين الحيوي»، وهي عملية تكسر فيها الميكروبات الصخور وتُطلق المعادن لصناعة الإنسان. أراد الباحثون في هذا العمل أن يعرفوا ما إذا كانت بيولوجيا مماثلة قادرة على العمل في ظروف الفضاء الغريبة، حيث تكاد الجاذبية تكون منعدمة وتتصرف السوائل بطريقة مختلفة. ركزوا على نوع شائع من النيازك يُدعى L-chondrite، يُعتقد أنه مشابه للمواد الموجودة في العديد من الكويكبات. تحتوي هذه الصخور على مزيج من معادن السيليكات والمعادن المعدنية، بما في ذلك عناصر من مجموعة البلاتين، الضرورية للإلكترونيات والمحفزات والتطبيقات التكنولوجية المتقدمة.

تصميم منجم فضائي صغير

لاختبار التعدين الحيوي في المدار، أنشأ الفريق تجربة أطلقوا عليها اسم BioAsteroid ونقلوها إلى محطة الفضاء الدولية. حُمِّلت شظايا صغيرة من نيزك حقيقي في مفاعلات محكمة الإغلاق مع وسط نمو وإما بكتيريا (Sphingomonas desiccabilis)، أو فطر (Penicillium simplicissimum)، أو كلا الكائنين معًا كمجتمع مصغر، أو دون ميكروبات على الإطلاق كعينة ضابطة. بمجرد وصولها إلى المحطة، فعّل رواد الفضاء الوحدات بحيث حمَّم الوسط السائل الصخور الجافة والميكروبات لمدة 19 يومًا في ظل الجاذبية الدقيقة. اُستخدمت قطعُ الأجهزة والإجراءاتُ المتماثلة على الأرض، حتى يمكن ربط أي اختلافات في استخراج المعادن بالجاذبية بدلاً من تصميم الإعداد.

ما الذي فعلته الميكروبات بالنيازك

بعد الحضانة، جمع الباحثون السائل المحيط بالصخور بعناية وقيَسوا 44 عنصرًا مختلفًا تم إذابتها، مع إيلاء اهتمام خاص لثلاثة معادن من مجموعة البلاتين: الروثينيوم والبلاديوم والبلاتين. وجدوا أن الفطر كان الأكثر فاعلية في الفضاء. في الجاذبية الدقيقة، عزز Penicillium simplicissimum إطلاق البلاديوم بشكل كبير — أكثر من خمسة أضعاف مقارنة بالمفاعلات دون ميكروبات — كما حسّن استخراج الروثينيوم والبلاتين. تصرف المجتمع المختلط في الغالب مثل الفطر بمفرده، مما يوحي بأن البكتيريا أضافت فائدة قليلة وربما أعاقت الاستخراج لبعض العناصر. ومن المثير للاهتمام أن الانتزاع غير البيولوجي (دون ميكروبات) تغيّر أيضًا في الجاذبية الدقيقة — أحيانًا أصبح أكثر فعالية وأحيانًا أقل — بينما بقي أداء الفطر مستقرًا أو تحسّن بالنسبة لعناصر قيِّمة محددة.

كيف يغيّر الفضاء الكيمياء الميكروبية

تجاوزت الدراسة مجرد تعداد المعادن: فقد فحصت أيضًا كيف تغيّرت الكيمياء الداخلية للكائنات الدقيقة في الفضاء. من خلال تحليل جزيئات صغيرة في السائل المحيط، أظهر الفريق أن الفطر في الجاذبية الدقيقة أنتج مجموعة مميزة من المركبات مقارنة بالأرض. كانت بعض الأحماض الكربوكسيلية والجزيئات المربوطة بالمعادن أكثر وفرة في الفضاء، وقد تساعد هذه في إذابة الصخور أو التقاط المعادن بمجرد إطلاقها. تغيّرت كيمياء البكتيريا أيضًا، لكن تأثيرها على استخراج المعادن كان أكثر تواضعًا. كشفت الميكروسكوبات أن كلا الميكروبين كوَّنا أغشية حيوية أو خيوطًا فطرية التصقت ماديًا بحبيبات النيزك في المدار، مما جسَّر مباشرة الفجوة بين الخلايا الحية والصخور الغريبة.

ما معنى ذلك لمستوطنات الفضاء المستقبلية

بالنسبة للمراقب العادي، النتيجة الرئيسية بسيطة: يمكن لفطر شائع أن يساعد في تحرير معادن مفيدة من صخور تشبه الكويكبات أثناء تعويمها في الفضاء. عوائد المعادن الفعلية في هذا الاختبار صغير النطاق لن تجعل أحدًا ثريًا — ففي ظروف الدراسة، كانت قيمة البلاديوم المسترجع من خزان كبير تساوي بضعة دولارات فقط. لكن بالنسبة لرواد الفضاء في المستقبل الذين يحاولون بناء وإصلاح معدات بعيدًا عن الأرض، تكمن القيمة في القدرة على الاستفادة من الموارد الموجودة بالفعل، حتى لو ببطء وبشكل غير كامل. تُظهر هذه الدراسة أن ميكروبات مختارة بعناية، مقترنة بنوع الصخور والظروف المناسبة، يمكن أن تستمر في العمل في الجاذبية الدقيقة وحتى تكييف كيميائها مع ذلك الوسط. على المدى الطويل، قد تشكل مثل هذه الكائنات الحية العاملة جزءًا من أنظمة مغلقة ومستدامة تحول الحجر الميت إلى معادن ومغذيات وأسَرَّة أخرى لازمة للحياة خارج كوكبنا.

الاستشهاد: Santomartino, R., Rodriguez Blanco, G., Gudgeon, A. et al. Microbial biomining from asteroidal material onboard the international space station. npj Microgravity 12, 23 (2026). https://doi.org/10.1038/s41526-026-00567-3

الكلمات المفتاحية: التعدين الحيوي في الفضاء, موارد الكويكبات, تجارب في الجاذبية الدقيقة, الانتزاع الميكروبي, معادن مجموعة البلاتين