Bistveni korak ustvarjanja novega okolja, primernega za poselitev ljudi, je načrtna vzpostavitev stabilnega ekosistema (ekopoieza). Odnosi med organizmi v stabilnem ekosistemu so kompleksni in težko predvidljivi, dodatno pa ekopoiezo otežujejo še ekstremni okoljski pogoji, ki ožijo nabor potencialnih kandidatov in s tem biološko pestrost. Ekstremna okolja na Zemlji ponujajo nekaj odgovorov in nakazujejo, da se tudi v ekstremnih razmerah spletejo trdne simbiotske naveze, ki simbiontom celo omogočajo preživetje. V nalogi je raziskan potencial lišajev za ekopoiezo v Marsovih okoljskih razmerah.

1. EKOPOIEZA
Od puščavsko rdeče do domače zelenice.
UNIVERZA V LJUBLJANI
BIOTEHNIŠKA FAKULTETA
ODDELEK ZA BIOLOGIJO
Seminarska naloga pri predmetu Uvod v odnose med organizmi
(mentor: prof. dr. Rok Kostanjšek)
Ljubljana, 2013
Nejc DRAGANJEC

3. Dokaz vode na Marsu!

4. Struktura predstavitve
•
definicija naslova
•
primeri iz dvorišča
•
zakaj vedno ravno ta Mars?!
•
simbioze v ekstremnih pogojih
•
rezultati
• VPRAŠANJA!

5. Definicija naslova
EKOPOIEZA
Vzpostavitev umetno sestavljenega, a stabilnega in
samozadostnega ekosistema na planetu brez življenja
(Fogg, 1998).
Fogg M. J. 1998. Terraforming Mars: a review of current research. Adv. Space Res., 22, 3: 415–420

6. Ekopoieza je ekstremni primer:
•
bioremediacije okolja
●
običajno zaradi delovanja človeka (npr. onesnaženje, ekološke
katastrofe… )
http://www.sheqplus.co.za/bio-remediation1.html

7. Ekopoieza je ekstremni primer:
•
obnove ekosistema
●
pretirano izkoriščanje (npr. izsekavanje)
●
naravne nesreče (npr. požar)
http://legalplanet.wordpress.com http://en.wikipedia.org/wiki/Forest_restoration

8. Mars kot platforma ekopoieze
•
dosegljivost
●
tehnološke zmožnosti
●
oddaljenost
●
min. 54.000.000 km
Parameter Mars Zemlja
Povprečna temperatura - 60 °C + 15 °C
Območje temperature - 145 °C do + 20 °C - 60 °C do + 50 °C
Sončna obsevanost (PAR) 860 µmol kvanta m-2s-1 2,000 µmol kvanta m-2s-1
UV obsevanost > 190 nm > 300 nm
Atmosferski pritisk 5 – 10 mbar 1,013 mbar
Atmosferska sestava
N2 0,189 mbar (2,7 %) 780 mbar (78 %)
O2 0,009 mbar (0,13 %) 210 mbar (21 %)
CO2 6,67 mbar (95,3 %) 0,38 mbar (0,038 %)
Ar 0,112 mbar (1,6 %) 10,13 mbar (1 %)
•
ključni pogoji biosfere
●
C, H, N, O, P, S (šnops)
●
aw
●
energija za biološke procese
Graham J. M. 2004. The biological terraforming of Mars: planetary ecosynthesis as ecological succession on global scale. Astrobiology, 4, 2: 168–195

9. Od puščavsko rdeče do domače zelenice.
http://svs.gsfc.nasa.gov

10. Lišaji kot modelni organizem
•
Xanthoria elegans
•
listasti lišaj
•
simbioza
●
mikobiont
●
fotobiont (Chlorophyceae ali Cyanobacteriae)
Klasifika
cija
kraljestvo Fungi
deblo Ascomycota
razred Peltigerales
red Teloschistales
družina Teloschistaceae
rod Xanthoria
vrsta Xanthoria elegans
http://www.botanicalgarden.ubc.ca/
http://www.svarog.si/biologija/

11. Rezultati izpostavljenosti Marsovim razmeram
●
vitalnost simbiontov lišaja po izpostavljenosti Marsovem okolju
(~600 Pa; 95 % CO2; 22 dni)
De Vera J. P., Mohlmann D., Butina F., Lorek A., Wenecke R., Ott S. 2010. Survival potential and photosynthetic activity
of lichens under Mars-like conditions: A laboratory study. Astrobiology, 10,2: 215–227
kontrolna steljka
apotecij po 22 dneh izpostavljenosti

12. Rezultati izpostavljenosti Marsovim razmeram
•
Fotosintetska aktivnost v simulirani Marsovi atmosferi (95
% CO2; padajoči tlak do 600 Pa; stalna temperatura 15 °C)
De Vera J. P., Mohlmann D., Butina F., Lorek A., Wenecke R., Ott S. 2010. Survival potential and photosynthetic activity
of lichens under Mars-like conditions: A laboratory study. Astrobiology, 10,2: 215–227

13. Vprašanja

14. Viri
•
McKay C. P., Toon O. B., Kasting J. F. 1991. Making Mars
habitable. Nature, 352: 489–496
•
Fogg M. J. 1993. Terraforming: A review for
Environmentalists. The environmentalist, 13, 1: 7–17
•
Fogg M. J. 1998. Terraforming Mars: a review of current
research. Adv. Space Res., 22, 3: 415–420
•
Miller W. R. 1998. An ecological approach to terraforming,
mapping the dream. Waterloo, Ontario, Canada,
University of Waterloo, 61 str.
•
Gerstell M. F., Francisco J. S., Yung Y. L., Boxe C.,
Aaltonee E. T. 2001. Keeping Mars warm with new super
greenhouse gases. PNAS, 98, 5: 21154–2157
•
McKay C. P., Marinova M. M. 2001. The physics, biology,
and environmental ethics of making Mars habitable.