Aby znaleźć życie na Marsie, naukowcy powinni wpatrywać się w makaron.
Mikroby kochające gorące źródła tworzą formacje skalne, które wyglądają jak fettuccini lub capellini, zgodnie z nowym badaniem finansowanym przez NASA opublikowanym online 30 kwietnia w czasopiśmie Astrobiology. Takie formacje w kształcie makaronu mogą być pierwszymi wskazówkami do życia na innych planetach, powiedział autor badania Bruce Fouke, geobiolog z University of Illinois w Urbana-Champaign.
„Jeśli pojedziemy na inną planetę z łazikiem, chcielibyśmy zobaczyć żywe mikroby lub chcielibyśmy zobaczyć małe zielone kobiety i mężczyzn w statku kosmicznym”, powiedział Fouke dla Live Science. „Ale w rzeczywistości będziemy szukać życia, które prawdopodobnie rosło podczas gorącej wiosny, życia skamieniałego”.
Gorący makaron
Aby zbadać, jak mogłoby wyglądać to pozaziemskie życie, Fouke i jego zespół rozpoczęli pracę w Mammoth Hot Springs w Parku Narodowym Yellowstone. W tym popularnym miejscu turystycznym z ziemi wypływa gorąca woda geotermalna bogata w minerały. Minerały wytrącają się z wody, tworząc uderzające formacje wykonane z węglanu wapnia, znanego również jako trawertyn.
Ale te formacje nie uzyskują kształtu w próżni, powiedział Fouke. Zbudowane są częściowo przez drobnoustroje. W nowym badaniu naukowcy skupili się na szybko płynącej, szczególnie gorącej wodzie na szczycie źródeł mineralnych. Tutaj temperatura wody waha się od 149 stopni do 162 stopni Fahrenheita (65 do 72 stopni Celsjusza) i ma niskie pH od 6,2 do 6,8, co oznacza, że jest bardziej kwaśna niż zasadowa.
Naukowcy pracowali w ścisłej współpracy z National Parks Service, aby uniknąć uszkodzenia formacji skalnych, pobierając próbki nitkowatych mat mikrobowych, które kwitną w tych wodach. Maty wyglądają jak długie, śluzowate pasma makaronu. To adaptacja, powiedział Fouke. W spokojnych wodach drobnoustroje osiadają w śluzowatych, nieskonsolidowanych matach. Ale w rwącej wodzie organizmy muszą przylgnąć do siebie, aby przeżyć. Każda nić składa się z trylionów mikrobów, które łączą się ze sobą na całe życie.
Naukowcy badali produkcję genomów i białka w próbkach mikrobów. Odkryli, że 98% drobnoustrojów żyjących w tych gorących, szybko płynących wodach należy do gatunku zwanego Sulfurihydrogenibium yellowstonenselub w skrócie „sulfuri”.
Sulphuri na krawędzi
Fouke powiedział, że Sulphuri występuje w gorących źródłach na całym świecie i żyje poprzez rozkład siarki i wykorzystanie powstałej energii. Gatunek ewoluował 2,5 miliarda lat temu, kiedy atmosfera ziemska zawierała zaledwie niewiele tlenu. To sprawia, że suluri prawdopodobnie jest bardzo podobne do każdego życia, które mogłoby istnieć na starożytnym Marsie, powiedział Mayandi Sivaguru, biolog z University of Illinois w Urbana-Champaign i współautor badania.
Gdyby coś takiego jak Suluri istniało na innej planecie, pozostawiłoby odciski palców. Sivaguru powiedział Live Science, że w gorących źródłach zmiana jest stała. Chłodzące wody geotermalne stale deponują minerały. Ale naukowcy odkryli, że suluri aktywnie zachęca do tej zmiany. Białka na powierzchni drobnoustrojów sprzyjają wzrostowi kryształów węglanu wapnia. Tak więc, trawertyn, który tworzy się w obecności sulfuri w Mammoth Hot Springs, rośnie miliard razy szybciej niż trawertyn w innych środowiskach, powiedział Fouke.
„To natychmiastowa mikrobiologiczna fabryka kopalnych” - powiedział.
Naukowcy twierdzą, że Sulphuri przeżywa, rosnąc tylko trochę szybciej niż minerały, które się wokół niego gromadzą. Co więcej, używa skały w kształcie makaronu, aby przetrwać. Włókna drobnoustrojów przyczepiają się do grzbietów utworzonych przez ich skamieniałych rodaków, co powoduje wzrost drobnoustrojów w bardzo płytkiej wodzie zawierającej niski poziom tlenu, którego drobnoustroje potrzebują, aby przetrwać. (Umierają bez tlenu, powiedział Fouke, ale umierają również pod wpływem tlenu w powietrzu).
Chociaż każdy pozaziemski drobnoustrój żyjący w gorących źródłach na innym świecie byłby innym gatunkiem niż sulfuri, prawdopodobnie miałby podobny styl życia, powiedział Fouke - musiałby, biorąc pod uwagę ograniczoną liczbę sposobów, aby życie działało w tak ekstremalnym środowisku . Tak więc analizy białek i genetyczne przeprowadzone przez zespół byłyby punktem odniesienia dla porównania kosmitów, gdyby jakiś przyszły łazik znalazł skałę przypominającą makaron na odległej planecie.
„To pierwsze badanie, w którym przeprowadzono tego rodzaju dogłębną analizę środowiska, osadów skalnych, a także omiki” - powiedział Fouke, odnosząc się do proteomiki, transkryptomiki i genomiki, których badacze używali do zagłębiania się w genetykę drobnoustrojów , produkcja białka i inne procesy biologiczne. „Oznacza to teraz, że po raz pierwszy, kiedy mamy skałę, która jest trawertynem wyglądającym jak fettuccini, jeśli ta skała zostanie zebrana i przeanalizowana na Marsie, mamy pełen zestaw tych niezwykle nowatorskich analiz dla drobnoustrojów”.
Więcej informacji na temat badań można znaleźć w cyfrowej książce „The Art of Yellowstone Science - Mammoth Hot Springs as a Window on the Universe” autorstwa Fouke i współpracowników.
