Города будущего могут быть построены микробами

Подводные структуры, обнаруженные у острова Закинф (Греция), хоть и не являются частью затерянной Атлантиды, имеют не менее увлекательное происхождение. Эти образования, напоминающие колоннады, были созданы микробами, которые собирались вокруг природных источников метана и формировали естественный цемент в мягких отложениях.

Эти структуры демонстрируют сложные способности одноклеточных организмов диаметром менее 0.0002 см. Если бактерии могут строить свои "города", возможно ли использовать их для строительства наших?

Бактериальное строительство встречается чаще, чем кажется. Зубной налет (биопленка) — это сложная структура, построенная бактериями полости рта. Биопленки служат для микробов зданиями, обеспечивая физическую защиту и устойчивость к антибиотикам, а также позволяют бактериям общаться и распределять функции.

Ученые уже экспериментируют с использованием строительных способностей бактерий. Например, создают самовосстанавливающийся бетон, где бактерии реминерализуют трещины. Также возможны биоцементы на основе бактерий, аналогичные тем, что сформировались у Закинфа.

Оба подхода используют процесс биоминерализации: бактерии изменяют химический состав среды, заставляя формироваться минеральные кристаллы. В случае цементов они соединяют кальций из окружающей среды с углеродом из атмосферного CO₂. В отличие от обычного производства цемента, этот процесс извлекает углерод из атмосферы.

Под давлением

Новое исследование идет дальше. Цель — использовать способность микроорганизмов чувствовать и реагировать на окружающую среду, а также дополнять ее своими структурами.

Можно представить участок, "засеянный" бактериями, которые реагируют на механическое давление, связывая частицы грунта. Это позволило бы создавать самоформирующийся фундамент просто путем приложения нужного давления, исключая дорогие земляные работы и железобетонные плиты.

Хотя такая система — дело будущего, первые шаги уже сделаны. Методами синтетической биологии в некоторых бактериях были идентифицированы гены, активирующиеся под давлением. С помощью генной инженерии созданы бактерии, которые светятся при нажатии. Следующий шаг — использовать эту способность чувствовать давление для запуска процесса биоминерализации и производства новых связующих материалов, включая полимеры.

Образования у Закинфа открывают путь к новым методам строительства. Возможно, когда-нибудь археологи будущего, изучая руины наших городов, не смогут с уверенностью сказать, являются ли они творением природы или человека.