Kreditna slika: NASA / JPL
Tijekom utorka misije NASA-e o napretku s roverom u Meridiani Planumu, glavni istraživač Mars Exploration Rover (MER), Steve Squyres predstavio je ne samo zapanjujuće nove dokaze o vodi, već još jedan novi dio velike astrobiološke slagalice: vode i sumpora. "Uz ovu količinu sulfata [do četrdeset posto sumpornih soli na nekim mjestima u blizini mjesta slijetanja u Priliku], nekako morate uključiti vodu."
No, voda je samo prvi komad zagonetke u bilo kojoj budućoj biološkoj slici za crveni planet, tvrde naučnici iz misije. Ovo je mišljenje bilo podvučeno razmatranjem samo nekoliko dijelova zagonetke koji još uvijek nedostaju. Vrijeme je za primjer jedan element koji tek treba uzeti u obzir. "Znamo da na Marsu postoje bitni glavni i manji biogeni elementi", napisao je Rocco Mancinelli, znanstvenik Instituta SETI, "Glavni faktor u utvrđivanju da li je život mogao nastati na Marsu leži u utvrđivanju je li tekuća voda postojala na njegovoj površini dovoljno vrijeme. Povijest vode nalazi se u mineralogiji stijena. "
Stanovništvo i energija
Ali sada, kada neki lokalni dijelovi Marsa pokazuju mineraloško obećanje da je upravo takva voda barem privremeno „natopljena“ u njihov geološki zapis, koji bi drugi ključni sastojci mogli biti potrebni, posebno da podrže uvjerljiv slučaj drevne naseljenosti? Teško pitanje postavlja usporedbu s onim što mikrobiolozi znaju o životu na Zemlji, pa treba započeti jednostavnijim eksperimentom: Kako bi danas tvrdoljubivi mikrobi Zemlje preživjeli na Marsu?
Nije baš dobro, prema većini mikrobiologa. Složeni problemi niskih temperatura, niskog pritiska i oskudne energije višestruki su na današnjem Marsu, čak i kad se danas smatra da „danas“ uključuje posljednje desetine milijuna godina u meteorološkoj povijesti Marsa.
U usporedbi s Zemljinom prosječnom temperaturom od 15 C (59 F), Mars globalno ima prosječnu temperaturu od -53 C (-63,4 F). Iako se privremene temperature povremeno dižu iznad točke smrzavanja vode u ekvatorijalnim regijama oko oba mjesta slijetanja, za većinu bioloških scenarija potreban je potisak osnovne topline. Slučaj stanovanja za crveni planet obično predstavlja davno izgubljeni Mars - onaj koji je bio i vlažniji i topliji od onog što se može činiti neprijateljskim čak i najtežim životnim oblicima poznatim danas.
Sljedeća generacija boljih mikroba, Desulfotomaculum
Ali jednom kada je otkriven izvor vode, možda je veći neposredni problem na Marsu vrlo tanka i ne prozračna atmosfera, koja predstavlja tek jedan posto tlaka Zemljine razine. Ako se izloži na površini, mikrob na Marsu danas bi se brzo osušio i smrznuo. Odnosno, osim ako ne bi mogla povući hibernaciju nakon što se okoliš ekstremno pretvorio u svoju omiljenu biologiju. Obećavajući kandidat za mikrobiom mora razviti neka sredstva za sporulaciju, jer bi to bio veliki plus za zimski san tijekom dugih razdoblja kad god bi se marsovsko vrijeme pokazalo neugodnim.
Znanstvenici zaintrigirani drevnim i do sada lokalnim dokazima o vodi, otkrivenim u blizini mjesta Opportunity, postavili su spekulativno pitanje: hoće li bakterije koje stvaraju spore, sulfat koji smanjuje sulfat, ponuditi novi model organizma za novu generaciju Marsovih lovaca na mikrobe?
Prema jednom članu znanstvenog tima veterana Vikinga i MER-u, Bentonu Clarku, jedan takav kandidat bio je vodeći kandidat za preživljavanje teških marsovskih uvjeta koji bi u protivnom mogli usmjeriti mikrobe. Clark, iz Lockheed Martina u Denveru, rekao je: "Uvijek sam imao omiljeni organizam, Desulfotomaculum, organizam koji može živjeti od sulfata, kao što nalazimo u tim stijenama."
Od 1965., kada je spore-prvo otkriveno i klasificirano, njegova biologija nudi neke od najboljih ekstremnih uvjeta za preživljavanje mikroba. Živjeti bez sunčeve svjetlosti, stvarajući spore kad je vrijeme hladno ili suho, ovaj će izdržljivi organizam biti model za razmatranje budućih planetarnih znanstvenika.
Neovisnost primitivne solarne energije
Loosely, naziv Desulfotomaculum znači 'kobasica' koja smanjuje sumporne spojeve. To je organizam u obliku šipke; na latinskom, -tomaculum, znači "kobasica". Desulfotomaculum je anaerobe, što znači da ne treba kisik. Zemaljski se nalazi u tlu, vodi i geotermalnim regijama, te u crijevima insekata i životinjskog rumena. Njegov životni ciklus ovisi o smanjenju sumpornih spojeva poput magnezijevog sulfata (ili epsom soli) do sumporovodika.
Mikrobi koji metaboliziraju sumpor koriste vrlo primitivan oblik proizvodnje energije: njihovo je kemijsko djelovanje jednako važno kao i njihovo neposredno stanište. Iz onoga što znamo o uvjetima na ranoj Zemlji, vjerojatno je bilo vruće, a bilo je i mnogo ultraljubičastog (UV). Bila je to smanjena atmosfera, tako da su stvari poput hidrogen sulfida kao anorganskog izvora energije vjerojatno ono što se moglo koristiti. Na Zemlji neke vrste Desulfotomaculum-a optimalno rastu na 30-37 C, ali mogu rasti i na drugim temperaturama, ovisno o tome koja se od gotovo 20 vrsta Desulfotomaculum uzgaja.
Na hladnom, suhom planetu tako udaljenom od Sunca, sve što se metabolizira uspješno bi imalo koristi i od nekih novih puteva, osim fotosinteze za proizvodnju energije. Začudo, dok određene vrste opasnosti od zračenja na Marsu mogu biti opasne, a nedostatak UV sunčeve svjetlosti je neposredni problem. Koja vrsta i intenzitet sunčeve svjetlosti može biti najkorisniji za život zelenog ili klorofila bogat Zemljom? Ili kada bi mikrob mogao napredovati samo uz korisnu hladovinu od pokrivanja tla ili tamnog kamenitog previsa. Raditi bez izravne sunčeve svjetlosti može biti marsovska norma.
„[Desulfotomaculum] treba malo vodika da bi se pokrenuo s tim, ali [sumpor] je njegov izvor energije. Može raditi nezavisno od sunca ", rekao je Clark. "Razlog zbog kojeg mi se sviđa ovaj potonji organizam je taj što može stvoriti spore, tako da može prezimiti u tim privremenim vremenima na Marsu između toplijih čarolija i razlika u [solarnom] poljuljanju koje znamo o tome."
"Dakle, uz fizičke dokaze o fosilima," rekao je Clark, "možete imati i kemijske dokaze. Ispada da je sumpor jedan od onih tragača koji se prilično dobro snalaze u izotopskoj frakciji. Kad živi organizmi obrađuju sumpor, oni imaju tendenciju da frakcioniraju izotope različito od geoloških ili mineraloških načina ... Dakle, postoje organizmi i izotopski načini kako to potražiti. Da biste napravili izotopsku analizu, vjerovatno ćete imati uzorke na Zemlji. "
Čuvanje života
Geolog MIT-a, John Grotzinger, postavio je izazovno pitanje kako bi budući planer misije mogao početi formulirati ukupnu biološku strategiju. Nakon uspješnog slijetanja u blizinu ove vrste nadmorske visine na mjestu Prilike, može li buduća Marsova misija tražiti dokaze o životu fosila? „Odgovor na ovo pitanje vrlo je jednostavan. Na Zemlji, što je jedino iskustvo koje imamo, pronalazak fosila sačuvanih u drevnim stijenama vrlo je rijedak. Morate učiniti sve što možete kako biste optimizirali situaciju za njihovo očuvanje. "
Od samog početka misije Prilika, Andrew Knoll, Harvard paleontolog i član znanstvenog tima MER rekao je za časopis Astrobiology Magazine da je: „Pravo pitanje na koje čovjek želi imati na umu kad razmišlja o Meridiani je: Što, ako ih ima, potpisi da se biologija zapravo sačuva u dijagenetski stabilnim stijenama? ..Ako je voda prisutna na Marsovskoj površini 100 godina svakih 10 milijuna godina, to nije baš zanimljivo za biologiju. Ako je prisutan 10 milijuna godina, to je jako zanimljivo. "
"Prvo vas brine očuvanje", naglasio je Grotzinger. „Ciljate svoju strategiju za optimiziranje očuvanja. Ako je nešto bilo, ovi [uvjeti mogu biti] idealni za vremenske kapsule ... ali to je izazov. ... U ovom trenutku želimo upozoriti na interpretaciju ovih rezultata. "
"Spremite se", zaključio je Squyres.
Izvorni izvor: NASA / Astrobiology Magazine
