Kuvan luotto: NASA / JPL
Tiistaina pidetyssä NASA-operaatiossa, joka koski Meridiani Planumin, Mars Exploration Roverin (MER) pääinvestoijan roverin etenemistä, Steve Squyres esitteli pelkästään hätkähdyttäviä uusia vesitietoja, mutta myös uuden uuden kappaleen suurempaan astrobiologiseen palapeliin: vettä ja rikkiä. "Tämän määrän sulfaatin kanssa [jopa 40 prosenttia rikkisuoloja joissain paikoissa lähellä Opportunityn laskeutumispaikkaa] sinulla on oltava vettä mukana."
Missiotutkijoiden mukaan vesi on kuitenkin vain ensimmäinen palapelin pala kaikessa punaisen planeetan tulevaisuuden biologisessa kuvassa. Tätä mielenosoitusta korostettiin ottamalla huomioon vain muutama vielä puuttuvista palapelin palasista. Esimerkiksi aika on yksi näkökohta, jota ei ole vielä harkittava. "Tiedämme, että Marsilla on olennaisia tärkeimpiä ja vähäisempiä biogeenisiä alkuaineita", kirjoitti SETI-instituutin tutkija Rocco Mancinelli, "Ensisijainen tekijä sen määrittämisessä, olisiko Marsilla voinut syntyä elämää, on sen määrittäminen, onko sen pinnalla ollut nestemäistä vettä riittävästi aika. Veden historia kuuluu kivien mineralogiaan. ”
Käytettävyys ja energia
Mutta nyt, kun jotkut Marsin paikalliset osat osoittavat mineralogisia lupauksia juuri tällaisesta vedestä ainakin tilapäisesti "imeytyä" heidän geologiseen tietoonsa, mitä muita tärkeitä ainesosia voidaan tarvita seuraavaksi, etenkin tukemaan vakuuttavaa tapaa muinaisesta asumisesta? Vaikea kysymys vertaa vertailua siihen, mitä mikrobiologit tietävät maapallon elämästä, joten on aloitettava yksinkertaisemmalla kokeilulla: Kuinka kestävä maapallomikrobinen selviäisi tänään Marsilla?
Ei erityisen hyvin, useimpien mikrobiologien mukaan. Matalan lämpötilan, alhaisen paineen ja niukan energian yhdistelmäongelmat ovat monitahoisia nykypäivän Marsissa, vaikka 'tänään' otettaisiin mukaan Marsin meteorologiseen historiaan kymmenien miljoonien vuosien viimeinen vuosi.
Verrattuna maan keskilämpötilaan 15 C (59 F), Marsin keskimääräinen lämpötila on maailmanlaajuisesti -53 C (-63,4 F). Vaikka ohimenevät lämpötilat nousevat toisinaan veden jäätymispisteen yläpuolelle päiväntasaajan alueilla molempien laskupaikkojen ympärillä, useimmat biologiset skenaariot tarvitsevat tehostettua lämpöä. Punaisen planeetan asumiskelpoinen tapaus on yleensä kauan kadonnut Mars - sellainen, joka oli sekä märkä että lämpimämpi kuin mikä saattaa tuntua vihamieliseltä myös nykyään tunnetuimmissa kovimmissa elämänmuodoissa.
Parempien mikrobien seuraava sukupolvi, Desulfotomaculum
Mutta kun vesilähde on tunnistettu, kenties Marsin suurempi välitön ongelma on erittäin ohut ja hengittämätön ilmapiiri, joka on vain yksi prosentti maapallon merenpinnan paineesta. Jos Marsilla oleva mikrobi altistuu pinnalle, se kuivaisi nopeasti ja jäätyisi. Eli ellei se pystyisi vetämään pois jonkinlaista lepotilaa, kun ympäristö muuttui äärimmäiseksi suotuisalle biologialle. Lupaavan mikrobiehdokkaan on kehitettävä keinot itämiseen, koska se osoittautuu suureksi plussiksi hibernaatiolle pitkien ajanjaksojen aikana aina, kun Marsin sää muuttuu turmeltumattomaksi.
Tutkijat, jotka ovat kiinnostuneita muinaisista - ja toistaiseksi paikallisista - vedenäytöistä, joita on löydetty lähellä Mahdollisuus-aluetta, ovat esittäneet spekulatiivisen kysymyksen: tarjoisiko itiöitä muodostavia, sulfaatteja vähentäviä bakteereja uuden malli-organismin seuraavalle Marsin mikrobiläpänmetsästäjälle?
Yhden veteraanin Vikingin ja MER-tiederyhmän jäsenen Benton Clarkin mukaan yksi tällainen ehdokas on ollut johtava kilpailija selviytymään ankarista Marsin olosuhteista, jotka muuten saattaisivat stressata mikrobilla. Clark, Lockheed Martin, Denver, sanoi: "Minulla on aina ollut suosikkiorganismi, Desulfotomaculum, joka on organismi, joka voi elää sulfaatin poissa, kuten näistä kivistä löytyy."
Vuodesta 1965 lähtien, kun itiöiden entinen löydettiin ja luokiteltiin, sen biologia on tarjonnut eräitä parhaimmista ääripisteistä mikrobien selviytymiselle. Asuminen ilman auringonvaloa, kun muodostuu itiöitä, kun sää tulee kylmäksi tai kuivaksi, voisi tehdä tästä sitkeästä organismista mallin, jota harkitaan tulevien planeettatutkijoiden keskuudessa.
Primitiivinen aurinkoenergian riippumattomuus
Löysästi nimi Desulfotomaculum tarkoittaa 'makkaraa', joka vähentää rikkiyhdisteitä. Se on sauvan muotoinen organismi; latina, -tomaculum, tarkoittaa 'makkaraa'. Desulfotomaculum on anaerobe, eli se ei vaadi happea. Maaperäisesti sitä löytyy maaperästä, vedestä ja geotermisistä alueista sekä hyönteisten ja eläinten pötsien suolistosta. Sen elinkaari riippuu rikkiyhdisteiden, kuten magnesiumsulfaatin (tai epsomisuolojen) pelkistämisestä rikkivetyksi.
Rikkiä metaboloivat mikrobit käyttävät erittäin primitiivistä energiantuotantomuotoa: niiden kemiallinen vaikutus on yhtä tärkeä kuin välittömän elinympäristön. Sen perusteella, mitä tiedämme varhaisen maan olosuhteista, se oli todennäköisesti kuuma ja siellä oli paljon ultravioletti (UV). Se oli pelkistävä ilmapiiri, joten sellaiset asiat kuin rikkivety epäorgaanisena energianlähteenä ovat todennäköisesti sitä, mitä oli käytettävissä. Maapallolla jotkut Desulfotomaculum -lajit kasvavat optimaalisesti lämpötilassa 30-37 ° C, mutta voivat kasvaa muissa lämpötiloissa riippuen siitä, kumpaa lähes 20 Desulfotomaculum -lajista viljellään.
Kaudella aurinkoisella, kuivalla planeetalla kaikki, joka metaboloituu menestyksekkäästi, hyötyisi myös muista uusista reiteistä kuin fotosynteesistä energian tuottamiseksi. Yllättäen, vaikka tietyt Marsin säteilyvaarat voivat olla petollisia, itse UV-auringonvalon puute on välitön ongelma. Millainen ja auringonvalon voimakkuus voi olla hyödyllisin tavallisessa vihreässä tai klorofyllirikkaassa elämässä maan päällä? Tai milloin mikrobi voi menestyä vain hyödyllisellä varjostuksella maaperän peitosta tai tumman kivisen ylityksen takia. Ilman suoraa auringonvaloa tekeminen voi olla Marsin normi.
”[Desulfotomaculum] tarvitsee vetyä mennäkseen mukanaan, mutta [rikki] on sen energialähde. Se voi toimia auringosta riippumatta ”, Clark sanoi. "Syy, että pidän jälkimmäisestä organismista, on se, että se voi myös muodostaa itiöitä, joten se voi hibernatoida näiden väliaikojen aikana Marsilla lämpimimpien loitsujen ja tuntemiemme [aurinko] -voimakkuuden erojen välillä."
"Joten fossiilisten fyysisten todisteiden lisäksi", Clark sanoi, "sinulla voi olla kemiallisia todisteita. Osoittautuu, että rikki on yksi niistä merkkiaineista, jotka toimivat melko hyvin isotooppisessa fraktioinnissa. Kun elävät organismit prosessoivat rikkiä, niillä on taipumus fraktioida isotooppeja eri tavoin kuin geologisilla tai mineralogisilla tavoilla ... Joten on organismeja ja isotooppisia tapoja etsiä sitä. Jotta isotooppinen analyysi saadaan, näytteet todennäköisesti saadaan takaisin maan päälle. "
Elämän säilyttäminen
MIT-geologi John Grotzinger otti esille haastavan kysymyksen siitä, kuinka tulevaisuuden operaation suunnittelija voisi alkaa laatia yleistä biologista strategiaa. Saatuaan onnistuneen laskeutumisen lähellä tällaista paljastumista Opportunity-sivustolle tulevaisuuden Marsin operaatio todisteita fossiilisesta elämästä? ”Vastaus tähän kysymykseen on hyvin yksinkertainen. Maapallolla, joka on ainoa kokemuksemme, muinaisissa kallioissa säilyneiden fossiilien löytäminen on erittäin harvinaista. Sinun on tehtävä kaikkensa tilanteen optimoimiseksi niiden säilyttämiseksi. "
Harvardin paleontologi ja MER-tiederyhmän jäsen Andrew Knoll, Opportunity-tehtävän alusta lähtien, kertoi Astrobiology Magazine -lehdelle, että ”Todellinen kysymys, joka halutaan pitää mielessä ajatellessasi Meridiania, on: mitä, jos on, allekirjoituksia että biologia todella säilyy diagenettisesti vakaissa kiveissä? ..Jos vettä on Marsin pinnalla 100 vuotta 10 miljoonan vuoden välein, se ei ole kovin mielenkiintoista biologialle. Jos se on läsnä 10 miljoonaa vuotta, se on erittäin mielenkiintoista. "
"Huolet ensin säilömisestä", korosti Grotzinger. ”Kohdistit strategiaasi optimoidaksesi säilyvyyden. Jos jotain oli siellä, nämä [olosuhteet voivat olla] ihanteellisia aikakapselille ... mutta se on haaste. … Haluamme olla varovainen tulkittaessa näitä tuloksia tässä vaiheessa. ”
”Pysy kuulolla”, Squyres päätti.
Alkuperäinen lähde: NASA / Astrobiology Magazine
