Onko Marsilla elämää? Jos se on siellä, se on todennäköisesti mikroskooppinen ja todella kova; pystyy käsittelemään kylmiä lämpötiloja, alhaisia paineita ja hyvin vähän vettä. Nämä mikrobit laajentavat luontotyyppivalikoimaa, joka saattaa tukea elämää aurinkokunnassamme, ja tarjoavat tutkijoille uusia ominaisuuksia, joita on etsittävä tutkittaessa punaista planeettaa.
Tähtitieteilijöiden ja mikrobiologien tutkimusryhmän mukaan luokka erityisen kovia mikrobeja, jotka elävät joissain vaikeimmissa maallisissa ympäristöissä, voivat kukoistaa kylmällä Marsilla ja muilla kylmillä planeetoilla.
Kaksivuotisessa laboratoriotutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että jotkut kylmään sopeutuneet mikro-organismit eivät vain selvinneet vaan myös lisääntyivät 30 asteessa Fahrenheitia, veden jäätymispisteen alapuolella. Mikrobit kehittivät myös puolustusmekanismin, joka suojasi niitä kylmältä lämpötilalta. Tutkijat ovat ainutlaatuisen yhteistyön tekemiä, jotka ovat tekemisissä Space Telescope Science Institute -instituutin astronomien ja Marylandin yliopiston bioteknologian instituutin Meren bioteknologian keskuksen Baltimoressa, Md., Heidän tuloksensa näkyvät International Journal of Astrobiology -sivustolla.
"Matala lämpötilarajoitus elämälle on erityisen tärkeää, koska sekä aurinkokunnassa että Linnunradan galaksissa kylmät ympäristöt ovat paljon yleisempiä kuin kuumat ympäristöt", kertoi Neill Reid, Space Telescope Science Instituten tähtitieteilijä ja johtaja. tutkimusryhmä. "Tuloksemme osoittavat, että alhaisimmat lämpötilat, joissa nämä organismit voivat menestyä, ovat nykyisen Marsin kohdalla lämpötila-alueella, ja ne voisivat sallia selviytymisen ja kasvun etenkin Marsin pinnan alla. Tämä voisi laajentaa asutettavan alueen, alueen, jolla voi olla elämää, valtakuntaa kylmemmiksi Marsin kaltaisiksi planeeteiksi. "
Useimmat tähdet galaksissamme ovat viileämpiä kuin aurinko. Näiden tähtiä ympäröivä vyöhyke, joka sopii maan kaltaisille lämpötiloille, olisi pienempi ja kapeampi kuin ns. Asumiskelpoinen vyöhyke aurinkomme ympärillä. Siksi suurin osa planeetoista olisi todennäköisesti kylmempiä kuin Maa.
Kaksivuotisessa tutkimuksessaan tutkijat testasivat kylmimmät lämpötilarajat kahden tyyppisille yksisoluisille organismeille: halogeenifiileille ja metanogeeneille. Ne kuuluvat mikrobiryhmään, jota kutsutaan yhteisesti ekstremofiileiksi, ns. Koska ne elävät kuumissa lähteissä, happamissa kentissä, suolaisissa järvissä ja polaarisissa jäälakissa olosuhteissa, jotka tappaisivat ihmisiä, eläimiä ja kasveja. Halofiilit kukoistavat suolaisessa vedessä, kuten Suuressa Suolajärvessä, ja niissä on DNA: n korjausjärjestelmät suojaamaan niitä erittäin suurilta säteilyannoksilta. Metanogeenit kykenevät kasvamaan yksinkertaisilla yhdisteillä, kuten vedyllä ja hiilidioksidilla energian tuottamiseksi, ja voivat muuttaa jätteensä metaaniksi.
Kokeissa käytetyt halogeeniprofiilit ja metaanigeenit ovat peräisin Antarktiksen järvistä. Laboratoriossa halogeeniprofiilit osoittivat merkittävää kasvua 30 asteeseen Fahrenheit (miinus 1 aste). Metaanigeenit olivat aktiivisia lämpötilaan 28 astetta Fahrenheit (miinus 2 celsiusastetta).
"Olemme pidentäneet näiden lajien alempia lämpötilarajoja useilla asteilla", sanoi Shiladitya DasSarma, professori ja ryhmän vetäjä Marylandin yliopiston meribioteknologian keskuksessa, Biotekniikan instituutti. ”Meillä oli rajoitettu aika kasvattaa organismeja kulttuurissa, kuukausien luokkaa. Jos voisimme pidentää kasvuaikaa, luulen, että voisimme alentaa lämpötiloja, joissa ne selviävät vielä enemmän. Suolavesiviljelmä, jossa ne kasvavat laboratoriossa, voi pysyä nestemäisessä muodossa miinus 18 asteeseen Fahrenheit (miinus 28 astetta celsiusastetta), joten potentiaalia on huomattavasti alhaisemmille kasvulämpötiloille. "
Tutkijat olivat myös yllättyneitä huomatessaan, että halogeeniprofiilit ja metaanigeenit suojasivat kylmiltä lämpötiloilta. Jotkut arktiset bakteerit käyttäytyvät samalla tavalla.
"Nämä organismit ovat erittäin mukautuvia, ja alhaisissa lämpötiloissa ne muodostivat soluaggregaatteja", DasSarma selitti. "Tämä oli silmiinpistävä tulos, joka viittaa siihen, että solut voivat" tarttua yhteen ", kun lämpötilat tulevat liian kylmiksi kasvulle tarjoamalla tapoja selviytyä populaationa. Tämä on ensimmäinen ilmiö tämän ilmiön ekstremofiilien Etelämantereen lajeissa kylmissä lämpötiloissa. "
Tutkijat valitsivat nämä ekstremofiilit laboratoriotutkimukseen, koska ne ovat mahdollisesti merkityksellisiä elämälle kylmällä, kuivalla Marsilla. Halofiilit voivat menestyä suolaisessa vedessä Marsin pinnan alla, mikä voi pysyä nestemäisenä lämpötiloissa, jotka ovat selvästi alle 32 astetta Fahrenheit (0 astetta). Metanogeenit voisivat selviytyä planeetalla ilman happea, kuten Mars. Itse asiassa jotkut tutkijat ovat ehdottaneet, että metanogeenit tuottivat Marsin ilmakehässä havaittua metaania.
"Tämä havainto osoittaa, että tiukat tieteelliset tutkimukset tunnetuista maan ulkopuolella sijaitsevista ekstremofiileistä voivat antaa vihjeitä siitä, kuinka elämä voi selviytyä muualla maailmankaikkeudessa", DasSarma sanoi.
Seuraavaksi tutkijat suunnittelevat kunkin ekstremofiilin täydellisen geneettisen suunnitelman kartoittamisen. Tutkimalla kaikki geenit, tutkijat pystyvät määrittämään kunkin geenin toiminnot, esimerkiksi määrittämään geenit, jotka suojaavat organismia kylmältä.
Monet ekstremofiilit ovat evoluutiorekistereitä, nimeltään Archaea, jotka ovat saattaneet olla ensimmäisten maanomistajien joukossa maan päällä 3,5 miljardia vuotta sitten. Nämä kestävät ekstremofiilit saattavat pystyä selviytymään monissa maailmankaikkeuden paikoissa, mukaan lukien jotkut noin aurinkojärjestelmän ulkopuolella olevista noin 200 maailmasta, jotka tähtitieteilijät ovat löytäneet viimeisen vuosikymmenen aikana. Nämä planeetat ovat monenlaisissa ympäristöissä, niin kutsutuista ”kuumista Jupitereista”, jotka kiertävät lähellä tähtiään ja joiden lämpötila ylittää 1800 Fahrenheit-astetta (1000 astetta Celsius-astetta), kaasu jättiläisiin Jupiterin kaltaisilla kiertoradalla, joissa lämpötilat ovat noin miinus 238 astetta Fahrenheit (miinus 150 astetta).
Tutkiessaan planeettoja, joilla on valtavia lämpötilaeroja, tutkijat ihmettelevät, mitkä ympäristöt voisivat olla vieraanvaraisia elämälle. Avaintekijä organismin selviytymisessä on ylä- ja alalämpötilarajojen määrittäminen, joissa se voi elää.
Vaikka Marsin sääolosuhteet ovat äärimmäiset, planeetalla on kuitenkin joitain samankaltaisuuksia maapallon äärimmäisten kylmien alueiden, kuten Antarktikan, kanssa. Antarktisen ympäristön äskettäiset tutkimukset, joita pidetään olennaisesti hedelmättömänä elämänä, ovat paljastaneet huomattavaa mikrobitoimintaa. "Archaea ja bakteerit, jotka ovat sopeutuneet näihin ääriolosuhteisiin, ovat joitakin parhaista ehdokkaista maapallon ulkopuolisen elämän maapallon analogille; ymmärtämällä heidän mukautuvaa strategiaansa ja sen rajoituksia saadaan syvempi käsitys vieraanvaraisten ympäristöjen perusrajoituksista ”, DasSarma sanoi.
Ryhmän tutkimusta tuettiin avaruusteleskoopin tiedeinstituutin johtajan harkinnanvaraisen tutkimusrahaston, kansallisen tiedesäätiön ja Australian tutkimusneuvoston myöntämillä apurahoilla.
Avarusteleskoopin tiedeinstituuttia ylläpitää NASA: lle Astronomy, Inc., Washingtonin tutkimusyliopistojen liitto.
Yksi viidestä keskuksesta, jotka muodostavat Marylandin yliopiston biotekniikan instituutin (UMBI), Baltimoren sisäsatamassa sijaitsevan meribioteknologian keskuksen, työllistää tutkijoita, jotka käyttävät nykyaikaisen biologian ja biotekniikan välineitä tutkiakseen, suojelemalla ja parantamalla meri- ja jokisuistoresursseja.
Marylandin yliopiston biotekniikan instituutti, jonka tutkimuskeskukset sijaitsevat Baltimoressa, Rockvillessä ja College Parkissa, on uusin 13 instituutiosta, jotka muodostavat Marylandin yliopistojärjestelmän. UMBI: llä on 85 tikkaiden tiedekunta ja vuoden 2006 budjetti on 60 miljoonaa dollaria. Juhlimalla laitoksen 20. palvelusvuotta Marylandille ja maailmalle, UMBI: tä johtaa mikrobiologi ja entinen bioteknologian johtaja tri Jennie C. Hunter-Cevera. Lisätietoja osoitteessa http://www.umbi.umd.edu.
Alkuperäinen lähde: Hubble-lehdistötiedote
