在國際太空站上進行的實驗表明，「生物採礦」並非紙上談兵：在微重力環境下，某些真菌的生長效率甚至高於地球。這對於注重自給自足而非僅依賴旅遊業的太空經濟而言，無疑是一項突破。
事後看來，認為太空探索完全依賴更大的火箭或更有效率的引擎的想法已經過時了。人類在近地軌道之外實現可持續存在的真正挑戰，與其說是“如何到達那裡”，不如說是“如何在不依賴地球昂貴補給任務的情況下在那裡停留”。答案或許就藏在一個意想不到的組合中：隕石和微生物。
近期發表在《npj Microgravity》上的一項研究，基於國際太空站（ISS）上進行的BioAsteroid實驗，首次提供了確鑿證據，證明真菌和細菌即使在微重力環境下也能直接從小行星中提取貴金屬和稀有金屬。而且，令人驚訝的是，在某些情況下，它們在太空中的表現甚至優於地球。
物流（和經濟）問題
將一公斤物質運送到月球或火星的成本極為高昂。太空物流需要典範轉移：從資源運輸轉向原位資源利用（ ISRU ），也就是就地利用資源。小行星富含鉑族金屬（PGE）和稀土金屬等基礎金屬，這些金屬對電子產品、燃料電池和工業催化劑至關重要。
然而，在零重力環境下提取這些金屬並非易事。傳統的化學方法（浸出法）依賴流體動力學，但由於缺乏自然對流，流體動力學在太空中的行為異常。而這正是「生物採礦」發揮作用的地方。
圖 1. BioAsteroid 實驗。 (A) 美國太空總署太空人邁克爾·斯科特·霍普金斯將實驗容器放入 KUBIK 培養箱（圖片來源：ESA/NASA）；(B) 六個硬體單元被放入國際太空站上的 KUBIK 培養箱（圖片來源：ESA/NASA）；(C) BioAsteroid 標誌，由愛丁堡大學的肖恩·麥克馬洪設計流程。製備完成後，將樣品與培養基和固定劑一起放入實驗單元 (EU) 中。實驗單元要么被發射到國際太空站（藍色橢圓），安裝到 KUBIK 培養箱中並進行微重力 (µg) 處理，要么被儲存在地球上進行培養，以控制地球重力 (g，黃色橢圓)。綠色步驟為實驗週期（19 天）的一部分。儲存步驟已省略。摘自《自然》雜誌
生物小行星實驗：微生物與岩石
來自愛丁堡大學和康乃爾大學的研究人員將裝有L球粒隕石碎片（一種常見的、富含金屬但成分不均一的太空岩石）的小型反應器送往國際太空站。他們將兩種特定的微生物應用於這些碎片：
- 乾燥鞘氨醇單胞菌：一種以能在乾旱環境中生存而聞名的細菌。
- 簡青黴：一種絲狀真菌，地球上已用於生物浸出過程。
目標是測試這些生物體是否能夠催化釋放 44 種化學元素，特別關注鉑族金屬（PGE）：釕、鈀和鉑。
L 球粒隕石 – 來源維基百科
結果：「太空蘑菇」勝過惰性化學物質
樣本回到地球後進行分析，結果揭示了一些令人著迷的、違背直覺的動態現象。
雖然非生物浸出（簡單的化學方法）由於微重力而表現參差不齊，對鈀等某些金屬的效率大幅降低，但生物因素彌補了這一不足，並且在某些情況下甚至表現更佳。
- 真菌的主導地位：單孢青黴（Penicillium simplicissimum）被證明是真正的明星。在微重力條件下，與非生物對照組相比，它提高了鈀和鉑的萃取率。具體而言，鈀的萃取率在太空中比非生物對照組提高了5.5倍。
- 代謝適應：代謝組學分析（細胞化學過程的研究）表明，微重力壓力促使真菌產生更多羧酸。這些酸作為絡合劑，能夠從隕石的岩石基質中「釋放」金屬。就好像惡劣的環境讓真菌“更加飢餓”，從而更積極地攻擊岩石一樣。
- 防禦性細菌：相較之下， S. desiccabilis細菌在軌道上提取貴金屬的表現卻很差。原因可能是岩石表面形成了一層保護性生物膜，這種生物膜出乎意料地起到了保護作用，而非腐蝕岩石——這種現像在地球上也被稱為防腐蝕。
實驗的一部分
自然
比較表：微重力環境下的效率
以下是不同方法對鉑族金屬在太空環境中的反應總結：
| 代理人 | 微重力環境下的行為（ISS） | 鈀金和鉑金的檢測結果 | 假設機制 |
| 非有機物 | 對許多金屬無效，但對另一些金屬有效。 | 鈀礦開採事故 | 缺乏流體對流，局部飽和 |
| 細菌（ S. desiccabilis ） | 生物膜形成 | 提取不良（或抑制） | 生物膜保護岩石免受酸蝕。 |
| 蘑菇（ P. simplicissimum ） | 代謝活動增強 | 顯著成長（尤其是鈀金） | 羧酸和絡合分子的生產 |
| 聯合體（混合） | 複雜相互作用 | 萃取效果不錯，但不如蘑菇萃取物。 | 物種間的競爭或對抗 |
為什麼這對太空經濟至關重要
我們說的不是把金礦小行星運到地球來壓低金屬價格（這種設想還很遙遠，而且在後勤上也難以實現）。關鍵在於殖民地的自給自足。
例如，鈀金至關重要。在地球上，它的市場價值很高（撰寫本文時約為每克 36 美元），但在太空中，由於其特殊性質，它的價值是無法估量的：
- 它是一種優異的化學反應催化劑。
- 它就像一塊“氫海綿”，能夠吸收自身體積 900 倍的氫，這對於燃料電池和遠程任務中的能量儲存至關重要。
利用只需少量能量即可自我繁殖的微生物（只需餵食有機廢物或少量溶液）原位提取少量此類材料的能力，與傳統採礦中運輸重型機械相比，具有不對稱的經濟優勢。
一條新的開採路線
這項新研究開闢了令人耳目一新的途徑。我們不再需要耗費資本（能源和金錢）來搬運惰性物質（鑽頭、重酸），而是投資「生物勞動力」。微生物是太空中的低成本勞動力：它們不會罷工，它們會適應環境，正如研究所示，在壓力條件下（微重力），它們的生產力甚至會更高。
一個有趣的諷刺之處在於，殖民恆星最先進的技術可能不是聚變反應堆，而是一種類似侵蝕陳麵包的黴菌，經過基因或環境優化，可以「吞噬」太空岩石。
邁向太空生物工廠
研究得出結論，沒有萬能的解決方案。先前用於萃取鉑金失敗的細菌可能非常適合在火星重力條件下萃取稀土元素（如先前的BioRock研究所示）。真菌則是微重力環境下提取鉑金的王者。
太空經濟的未來很可能涉及人工微生物群落的使用，這種由細菌和真菌組成的混合物會根據小行星的類型和重力環境進行客製化。這不再是科幻小說，而是工藝工程。如果有一天我們在地球和火星之間看到燃料補給站，那麼很可能在它的燃料罐內，會有數十億微小的真菌「工人」默默高效地工作，確保人類的探索之旅得以繼續。
文章《生物小行星：真菌和細菌如何在太空開採鉑和鈀（以及為什麼一切都會改變）》來自Scenari Economici 。
這是在 Thu, 12 Feb 2026 14:00:56 +0000 在 https://scenarieconomici.it/bioasteroid-come-funghi-e-batteri-estraggono-platino-e-palladio-nello-spazio-e-perche-cambia-tutto/ 的報紙 “Scenari Economici” 上發表的文章的翻譯。