Obecnie istnieje wiele linii dowodów wskazujących, że w okresie Noachiańskim (ok. 4,1–3,7 mld lat temu) mikroorganizmy mogły istnieć na powierzchni Marsa. Należą do nich dowody wcześniejszych przepływów wody, rzek i jezior, a także modele atmosferyczne wskazujące, że Mars kiedyś miał gęstszą atmosferę. Wszystko to składa się na to, że Mars był kiedyś cieplejszym i wilgotniejszym miejscem niż dziś.
Jednak do tej pory nie znaleziono dowodów na to, że życie kiedykolwiek istniało na Marsie. W rezultacie naukowcy próbują ustalić, w jaki sposób i gdzie powinni szukać oznak przeszłego życia. Według nowego badania przeprowadzonego przez zespół europejskich naukowców, ekstremalne formy życia zdolne do metabolizowania metali mogły istnieć na Marsie w przeszłości. „Odciski palców” ich istnienia można znaleźć, patrząc na próbki czerwonych piasków Marsa.
Ze względu na ich badania, które niedawno ukazały się w czasopiśmie naukowym Granice mikrobiologii, zespół stworzył „Mars Farm”, aby zobaczyć, jak może wyglądać forma ekstremalnych bakterii w starożytnym marsjańskim środowisku. Środowisko to charakteryzowało się stosunkowo cienką atmosferą składającą się głównie z dwutlenku węgla, a także symulowanymi próbkami marsjańskiego regolitu.
Następnie wprowadzili szczep bakterii znany jako Metallosphaera sedula, który kwitnie w gorącym, kwaśnym środowisku. W rzeczywistości optymalne warunki dla bakterii to te, w których temperatura osiąga 347,1 K (74 ° C; 165 ° F), a poziomy pH wynoszą 2,0 (między sokiem z cytryny a octem). Takie bakterie są klasyfikowane jako chemolitotrofy, co oznacza, że są w stanie metabolizować metale nieorganiczne - takie jak żelazo, siarka, a nawet uran.
Te plamy bakterii zostały następnie dodane do próbek regolitu, które zaprojektowano tak, aby naśladowały warunki w różnych lokalizacjach i okresach historycznych na Marsie. Najpierw była próbka MRS07 / 22, która składała się z bardzo porowatego rodzaju skały bogatej w krzemiany i związki żelaza. Ta próbka symulowała rodzaje osadów znalezionych na powierzchni Marsa.
Potem była P-MRS, próbka bogata w uwodnione minerały oraz bogata w siarczany próbka S-MRS, która naśladuje regolit marsjański, który został utworzony w warunkach kwasowych. Na koniec była próbka JSC 1A, która w dużej mierze składała się ze skały wulkanicznej znanej jako palagonit. Dzięki tym próbkom zespół był w stanie dokładnie zobaczyć, jak obecność ekstremalnych bakterii pozostawiłaby biosignatury, które można dziś znaleźć.
Jak wyjaśniła Tetyana Milojevic - Elise Richter Fellow z Extremophiles Group na Uniwersytecie Wiedeńskim i współautorka artykułu - w komunikacie prasowym Uniwersytetu Wiedeńskiego:
„Byliśmy w stanie wykazać, że ze względu na aktywność metaboliczną utleniającą metal, gdy uzyskujemy dostęp do tych marsjańskich płynów modelujących regolit, M. sedula aktywnie je kolonizuje, uwalnia rozpuszczalne jony metali do roztworu odcieku i zmienia ich powierzchnię mineralną, pozostawiając konkretne ślady życie, że tak powiem, „odcisk palca”.
Zespół zbadał następnie próbki regolitu, aby sprawdzić, czy zostały poddane jakimkolwiek procesom biologicznym, co było możliwe dzięki pomocy Veroniki Somozy - chemik z Wydziału Chemii Fizjologicznej Uniwersytetu Wiedeńskiego i współautora badania. Za pomocą mikroskopu elektronowego w połączeniu z techniką spektroskopii analitycznej zespół starał się ustalić, czy metale z próbkami zostały zużyte.
Ostatecznie uzyskane przez nich zestawy danych mikrobiologicznych i mineralogicznych wykazały oznaki wolnych rozpuszczalnych metali, co wskazywało, że bakterie skutecznie skolonizowały próbki regolitu i metabolizowały niektóre zawarte w nich minerały metaliczne. Jak wskazał Milojevic:
„Uzyskane wyniki poszerzają naszą wiedzę na temat biogeochemicznych procesów możliwego życia poza Ziemią i dostarczają konkretnych wskazań do wykrywania biosignatur na materii pozaziemskiej - krok dalej, aby udowodnić potencjalne życie pozaziemskie”.
W efekcie oznacza to, że ekstremalne bakterie mogły istnieć na Marsie miliardy lat temu. A dzięki dzisiejszemu stanowi Marsa - z jego cienką atmosferą i brakiem opadów - biosignatury, które pozostawili (tj. Ślady wolnych rozpuszczalnych metali), mogły zostać zachowane w marsjańskim regolicie. Te biosignatury można zatem wykryć w nadchodzących misjach zwrotu próbki, takich jak Mars 2020 wędrowiec.
Oprócz wskazywania drogi do możliwych oznak przeszłego życia na Marsie, niniejsze badanie jest również znaczące, jeśli chodzi o polowanie na życie na innych planetach i układach gwiezdnych. W przyszłości, gdy będziemy w stanie badać bezpośrednio planety pozasłoneczne, naukowcy prawdopodobnie będą szukać oznak biominerałów. Te „odciski palców” byłyby między innymi silnym wskaźnikiem istnienia życia pozaziemskiego (przeszłego lub teraźniejszego).
Badania ekstremalnych form życia i ich roli w historii geologicznej Marsa i innych planet są również pomocne w pogłębianiu naszego zrozumienia tego, jak powstało życie we wczesnym Układzie Słonecznym. Również na Ziemi ekstremalne bakterie odegrały ważną rolę w przekształceniu pierwotnej Ziemi w środowisko nadające się do zamieszkania i odgrywają ważną rolę w dzisiejszych procesach geologicznych.
Wreszcie, badania tego rodzaju mogą również utorować drogę biometrii, technice, w której szczepy bakterii wydobywają metale z rud. Taki proces mógłby zostać wykorzystany do eksploracji kosmosu i eksploatacji zasobów, gdzie kolonie bakterii są wysyłane do kopalni asteroid, meteorów i innych ciał niebieskich.
