Obrazový kredit: NASA / JPL
Během úterního briefingu mise NASA o postupu s roverem v Meridiani Planum, hlavní vyšetřovatel Mars Exploration Rover (MER), Steve Squyres představil nejen překvapující nový důkaz o vodě, ale další nový kousek pro větší astrobiologickou hádanku: vodu a síru. "S tímto množstvím síranu [až čtyřicet procent sírových solí na některých místech v blízkosti místa vykládky příležitosti] musíte zapojit vodu."
Voda je ale podle vědců z misí jen první kousek skládačky jakéhokoli budoucího biologického obrázku pro červenou planetu. Tento sentiment byl podtržen tím, že zvážil jen několik dílků, které stále chybí. Čas je například jedním prvkem, který je třeba ještě zvážit. "Víme, že na Marsu existují podstatné hlavní a vedlejší biogenní prvky," napsal Rocco Mancinelli, vědec institutu SETI, "Primární faktor při určování, zda by na Marsu mohl vzniknout život, spočívá v určování toho, zda na jeho povrchu existuje dostatečná kapalná voda." čas. Historie vody leží v mineralogii hornin. “
Habitability and Energy
Ale teď, když některé místní části Marsu ukazují mineralogický příslib právě takové vody alespoň dočasně „nasáklé“ do svého geologického záznamu, jaké další klíčové ingredience by mohly být zapotřebí, zejména aby podpořily přesvědčivý případ starověké obyvatelnosti? Těžká otázka si žádá srovnání s tím, co mikrobiologové vědí o životě na Zemi, takže člověk musí začít jednodušším experimentem: Jak by dnes na Marsu přežil otrokový zemský mikrob?
Podle většiny mikrobiologů to není moc dobře. Složité problémy nízkých teplot, nízkých tlaků a vzácné energie jsou na dnešním Marsu mnohonásobné, i když „dnešní“ je zahrnuto posledních deset milionů let do meteorologické historie na Marsu.
Ve srovnání s průměrnou teplotou Země 15 ° C má Mars globálně průměrnou teplotu -53 ° C. Zatímco přechodné teploty občas stoupají nad bodem mrazu vody v rovníkových oblastech kolem obou míst přistání, většina biologických scénářů potřebuje zesílení základního tepla. Obyvatelný případ pro červenou planetu obvykle představuje dlouho ztracený Mars - ten, který byl vlhčí i teplejší, než by se mohlo zdát nepřátelské i těm nejtěžším formám života známým dnes.
Nová generace lepších mikrobů, Desulfotomaculum
Ale jakmile je identifikován zdroj vody, možná největším bezprostředním problémem na Marsu je velmi tenká a nepropustná atmosféra, ta, která je pouhým jedním procentem zemského tlaku na hladinu moře. Pokud by byl mikrob na Marsu vystaven na povrchu, rychle by se vysušil a zamrzl. To znamená, že pokud by nemohlo vytáhnout nějaký druh hibernace, jakmile se prostředí změní v extrémně výhodnou biologii. Slibný mikrobiální kandidát musí vyvinout nějaké prostředky ke sporulaci, protože by se ukázalo jako velké plus pro hibernaci během dlouhých období, kdykoli se marťanské počasí stalo nehostinným.
Vědci zaujatí starodávnými - a dosud lokálními - vodními důkazy odhalenými v blízkosti místa příležitosti položili spekulativní otázku: nabídly by bakterie redukující spóry nové bakterie nové generace pro příští generaci lovců mikrobů na Marsu?
Podle jednoho člena veterináře Viking a MER, Bentona Clarka, byl jeden takový kandidát předním uchazečem o zvětralé drsné marťanské podmínky, které by jinak mohly fatálně stresovat mikroby. Clark z Lockheed Martin v Denveru řekl: „Vždycky jsem měl oblíbený organismus, Desulfotomaculum, což je organismus, který dokáže žít ze sulfátu, jak to v těchto skalách najdeme.“
Od roku 1965, kdy byl poprvé objeven a klasifikován bývalý spór, jeho biologie nabízí některé z nejlepších extrémů pro mikrobiální přežití. Žít bez slunečního záření a zároveň vytvářet spory, když počasí zchladne nebo vyschne, by mohlo z tohoto odolného organismu učinit model, který je třeba zvážit mezi budoucími planetárními vědci.
Primitivní nezávislost na solární energii
Název Desulfotomaculum volně znamená „klobása“, která redukuje sloučeniny síry. Je to tyčovitý organismus; latina, -tomaculum, znamená 'klobása'. Desulfotomaculum je anaerobe, což znamená, že nevyžaduje kyslík. Terestricky se vyskytuje v půdě, vodě a geotermálních oblastech a ve střevech hmyzu a živočišných rumů. Jeho životní cyklus závisí na redukci sloučenin síry, jako je síran hořečnatý (nebo soli epsom), na sirovodík.
Mikroby metabolizující síru používají velmi primitivní formu výroby energie: jejich chemické působení je stejně důležité jako jejich bezprostřední prostředí. Z toho, co víme o podmínkách na počátku Země, to bylo pravděpodobně horké a bylo tam hodně ultrafialového záření (UV). Byla to redukční atmosféra, takže věci jako sirovodík jako anorganický zdroj energie jsou pravděpodobně to, co bylo k dispozici. Na Zemi některé druhy Desulfotomaculum rostou optimálně při 30 - 37 ° C, ale mohou růst i při jiných teplotách v závislosti na tom, který z téměř 20 druhů Desulfotomacula se kultivuje.
Na chladné, suché planetě daleko od Slunce by všechno, co úspěšně metabolizuje, mělo prospěch z některých nových cest jiných než fotosyntéza k produkci energie. Překvapivě, zatímco některé druhy nebezpečí záření na Marsu mohou být zrádné, nedostatek UV záření sám o sobě je okamžitým problémem. Jaký druh a intenzita slunečního světla by mohla být nejužitečnější pro běžný zelený nebo chlorofylový život na Zemi? Nebo kdy by mohl mikrob prospívat pouze s užitečným stínem z pokrytí půdy nebo tmavým skalnatým převisem. Dělat bez přímého slunečního světla může být marťanská norma.
„[Desulfotomaculum] potřebuje nějaký vodík, aby s tím mohl jít, ale [síra] je jeho zdroj energie. Může fungovat nezávisle na slunci, “řekl Clark. "Důvod, proč se mi líbí tento druhý organismus, je ten, že může také vytvářet spory, takže se může v těchto meziskladech na Marsu hibernace mezi teplejšími kouzly a rozdíly v [sluneční] šikmosti, o které víme."
"Takže kromě fyzických důkazů fosilií," řekl Clark, "můžete mít chemické důkazy." Ukazuje se, že síra je jedním z těch stopovacích látek, které fungují docela dobře v izotopové frakcionaci. Když živé organismy zpracovávají síru, mají tendenci frakcionovat izotopy odlišně od geologických nebo mineralogických způsobů ... Takže existují organismy a izotopové způsoby, jak to hledat. Chcete-li provést izotopovou analýzu, pravděpodobně budete mít vzorky zpět na Zemi. “
Zachování života
Geolog MIT, John Grotzinger, se ujal náročné otázky, jak by budoucí plánovač misí mohl začít formulovat celkovou biologickou strategii. Po úspěšném přistání v blízkosti tohoto druhu výchozích lokalit, může budoucí mise na Marsu hledat důkaz fosilního života? „Odpověď na tuto otázku je velmi jednoduchá. Na Zemi, což je jediný zážitek, který máme, je nalezení fosilií zachovaných ve starověkých skalách velmi vzácné. Musíte udělat vše pro to, abyste optimalizovali situaci pro jejich zachování. “
Andrew Knoll, Harvardský paleontolog a člen vědeckého týmu MER od samého začátku příležitosti, řekl Astrobiologickému časopisu: „Skutečnou otázkou, kterou si člověk musí pamatovat, když přemýšlí o Meridiani, je: Co, pokud vůbec, podpisy že biologie se skutečně uchová v diageneticky stabilních horninách? ..Pokud je voda na marťanském povrchu přítomna 100 let každých 10 milionů let, není to pro biologii příliš zajímavé. Pokud je přítomen 10 milionů let, je to velmi zajímavé. “
"Nejprve si děláš starosti s ochranou," zdůraznil Grotzinger. "Zaměřujete svou strategii na optimalizaci ochrany. Pokud tam něco bylo, tyto [podmínky mohou být] ideální pro časové tobolky ... ale je to něco výzvou. … Chceme v tomto bodě naléhavě vyzvat k interpretaci těchto výsledků. “
"Zůstaňte naladěni," uzavřel Squyres.
Původní zdroj: NASA / Astrobiology Magazine
