Attēla kredīts: NASA / JPL
Otrdienas NASA misijas instruktāžas laikā par virzību uz roveru Meridiani Planum, Mars Exploration Rover (MER) galvenā invesigatora, Stīvs Squiress iepazīstināja ne tikai ar pārsteidzošiem jauniem ūdens pierādījumiem, bet ar vēl vienu jaunu gabalu lielākajai astrobioloģiskajai mīklai: ūdenim un sēram. "Ar šo sulfāta daudzumu [līdz četrdesmit procentiem sēra sāļu dažās vietās netālu no Opportunity izkraušanas vietas] jums ir jābūt iesaistītam ūdenim."
Bet misijas zinātnieki uzskata, ka ūdens ir tikai pirmais mīklas gabals jebkurā sarkanās planētas nākotnes bioloģiskajā attēlā. Šis uzskats tika uzsvērts, apsverot tikai dažus no mīklu gabaliem, kas joprojām ir pazuduši. Piemēram, laiks, kas vēl jāņem vērā, ir laiks. "Mēs zinām, ka svarīgākie galvenie un mazāk nozīmīgie biogēnie elementi pastāv uz Marsa," rakstīja SETI institūta zinātnieks Roko Mancinelli, "Primārais faktors, kas nosaka, vai dzīvība varēja rasties uz Marsa, ir tas, vai uz tā virsmas pietiekoši daudz bija šķidrā ūdens laiks. Ūdens vēsture ir iežu mineraloģija. ”
Lietojamība un enerģija
Bet tagad, kad dažas vietējās Marsa daļas rāda mineraloģiskus solījumus, ka tieši tāds ūdens vismaz uz laiku ir “iesūcies” viņu ģeoloģiskajā ierakstā, kādas citas galvenās sastāvdaļas varētu būt vajadzīgas nākamajām, it īpaši, lai atbalstītu pārliecinošu seno apdzīvojamības gadījumu? Smagais jautājums prasa salīdzinājumu ar to, ko mikrobiologi zina par dzīvi uz Zemes, tāpēc jāsāk ar vienkāršāku eksperimentu: Kā izturīgais Zemes mikrobs šodien izdzīvotu uz Marsa?
Ne īpaši labi, pēc lielākās daļas mikrobiologu domām. Mūsdienu Marsā kombinētās problēmas, kas saistītas ar zemu temperatūru, zemu spiedienu un ierobežotu enerģiju, ir daudzkārtīgas, pat ja pieņem, ka “šodien” Marsa meteoroloģiskajā vēsturē tiek iekļauti pēdējie desmitiem miljonu gadu.
Salīdzinājumā ar Zemes vidējo temperatūru 15 C (59 F), Marsam visā pasaulē vidējā temperatūra ir -53 C (-63,4 F). Lai arī īslaicīga temperatūra reizēm paaugstinās virs ūdens sasalšanas punkta ekvatoriālajos reģionos ap abām nosēšanās vietām, lielākajai daļai bioloģisko scenāriju ir nepieciešams pastiprināt pamata siltumu. Apdzīvojams sarkanās planētas gadījums parasti ir uz sen pazaudēta Marsa - tā, kas bija gan mitrāka, gan siltāka nekā tā, kas varētu šķist naidīga pat vissmagākajām mūsdienās zināmajām dzīvības formām.
Nākamā labāku mikrobu paaudze, Desulfotomaculum
Kad ūdens avots ir identificēts, iespējams, ka lielāka tūlītēja problēma uz Marsa ir ļoti plāna un neelpojoša atmosfēra, tā ir tikai viens procents no Zemes spiediena jūras līmenī. Ja mikrobs uz Marsa būtu pakļauts virsmai, tas šodien ātri izkaltu un sasaltu. Tas ir, ja vien tas nevarētu novērst zināmu pārziemošanu, kad vide ir kļuvusi ekstrēma tās labvēlīgajai bioloģijai. Daudzsološam mikrobu kandidātam ir jāizstrādā daži veidi, kā spolēt, jo tas būtu liels plus pārziemošanai ilgos laika periodos, kad Marsa laika apstākļi kļuvuši nelietderīgi.
Zinātnieki, kurus intriģēja senie un līdz šim vietējie ūdens pierādījumi, kas atklāti netālu no Iespējas vietas, ir izvirzījuši spekulatīvu jautājumu: vai sporas veidojošās, sulfātu samazinošās baktērijas piedāvātu jaunu organisma paraugu nākamajai Marsa mikrobu mednieku paaudzei?
Pēc viena veterāna Vikinga un MER zinātnes komandas locekļa Bentona Klarka teiktā, viens no šādiem kandidātiem ir bijis galvenais sāncensis, lai izturētu skarbos Marsa apstākļus, kas citādi varētu nāvējoši uzsvērt mikrobu. Klarks no Lockheed Martin Denverā sacīja: "Man vienmēr ir bijis mīļākais organisms - Desulfotomaculum, kas ir organisms, kurš var dzīvot no sulfātiem, kā mēs atrodamies šajos klintīs."
Kopš 1965. gada, kad pirmo reizi tika atklāts un klasificēts sporu veidotājs, tā bioloģija ir piedāvājusi dažas no labākajām mikrobu izdzīvošanas galējībām. Dzīve bez saules gaismas, veidojot sporas, kad laika apstākļi kļūst auksti vai sausi, varētu padarīt šo izturīgo organismu par paraugu, kas jāņem vērā nākamo planētu zinātnieku vidū.
Primitīvā Saules enerģijas neatkarība
Brīvi runājot, nosaukums Desulfotomaculum nozīmē “desu”, kas samazina sēra savienojumus. Tas ir stieņa formas organisms; latīņu valodā -tomaculum nozīmē “desa”. Desulfotomaculum ir anaerobe, kas nozīmē, ka tas neprasa skābekli. Sauszemes apstākļos tas ir atrodams augsnē, ūdenī un ģeotermiskajā reģionā, kā arī kukaiņu un dzīvnieku spurekļu zarnās. Tās dzīves cikls ir atkarīgs no sēra savienojumu, piemēram, magnija sulfāta (vai epsoma sāļu), reducēšanas līdz sērūdeņraža saturam.
Sērā metabolizējošie mikrobi izmanto ļoti primitīvu enerģijas veidošanās veidu: to ķīmiskā iedarbība ir tikpat svarīga kā tiešais biotops. No tā, ko mēs zinām par apstākļiem uz agrīnās Zemes, iespējams, bija karsts, un tajā bija daudz ultravioleto (UV). Tā bija reducējošā atmosfēra, tāpēc tādas lietas kā sērūdeņradis kā neorganisks enerģijas avots, iespējams, bija tas, kas bija pieejams lietošanai. Uz Zemes dažas Desulfotomaculum sugas optimāli aug 30-37 C temperatūrā, bet var augt arī citās temperatūrās atkarībā no tā, kura no gandrīz 20 Desulfotomaculum sugām tiek kultivēta.
Frigidā, sausajā planētā, kas atrodas tik tālu no Saules, jebkas, kas veiksmīgi metabolizējas, gūtu labumu arī no jauniem ceļiem, izņemot fotosintēzi, lai ražotu enerģiju. Pārsteidzoši, kaut arī daži Marsa radiācijas briesmu veidi var būt nodevīgi, tūlītēja problēma ir UV saules gaismas trūkums. Kāda veida saules gaisma un intensitāte varētu būt visnoderīgākā uz parasto zaļo vai hlorofilu bagāto dzīvi uz Zemes? Vai arī tad, kad mikrobs varētu plaukt tikai ar noderīgu ēnu no augsnes pārklājuma vai tumša akmeņaina pārkares. Darīšana bez tiešiem saules stariem varētu būt Marsa norma.
“[Desulfotomaculum] ir vajadzīgs nedaudz ūdeņraža, lai to pavadītu, bet [sērs] ir tā enerģijas avots. Tas var darboties neatkarīgi no saules, ”sacīja Klarks. "Iemesls, kāpēc man patīk pēdējais organisms, ir tāds, ka tas var veidot arī sporas, tāpēc šajos Marsa starpposmos tas var pārziemot starp siltākajiem burvestībām un atšķirībām [saules] slīpumā, par kurām mēs zinām."
"Tātad papildus fosiliju fiziskajiem pierādījumiem," sacīja Klarks, "jums var būt ķīmiskas liecības. Izrādās, ka sērs ir viens no tiem marķieriem, kas izotopu frakcionēšanā darbojas diezgan labi. Kad dzīvie organismi apstrādā sēru, tie mēdz frakcionēt izotopus atšķirīgi no ģeoloģiskiem vai mineraloģiskiem veidiem ... Tātad ir organismi un izotopi, kā to meklēt. Lai veiktu izotopisko analīzi, jums, iespējams, nāksies paraugus atgriezt uz Zemes. ”
Dzīves saglabāšana
MIT ģeologs Džons Grotzingers uzņēma izaicinošo jautājumu par to, kā nākamais misijas plānotājs varētu sākt formulēt vispārējo bioloģisko stratēģiju. Vai pēc veiksmīgas nosēšanās pie šāda veida atseguma Opportunity vietā, vai kāda nākamā Marsa misija var meklēt fosilās dzīves pierādījumus? “Atbilde uz šo jautājumu ir ļoti vienkārša. Uz Zemes, kas mums ir vienīgā pieredze, senās klintīs saglabājušās fosilijas ir ļoti reti sastopamas. Jums jādara viss iespējamais, lai optimizētu situāciju to saglabāšanai. ”
Sākot ar Opportunity misijas sākumu, Hārvardas paleontologs un MER zinātnes grupas loceklis Endrjū Kollijs žurnālam Astrobiology sacīja, ka: „Patiesais jautājums, ko gribas atcerēties, domājot par Meridiani, ir šāds: kādi, ja tādi ir, paraksti par ka bioloģija faktiski tiek saglabāta diagenētiski stabilos iežos? .. Ja ūdens uz Marsa virsmas atrodas 100 gadus ik pēc 10 miljoniem gadu, tas nav pārāk interesanti bioloģijai. Ja tas atrodas 10 miljonus gadu, tas ir ļoti interesanti. ”
“Vispirms jūs uztraucaties par saglabāšanu,” uzsvēra Grotzingers. “Jūs mērķējat uz savu stratēģiju, lai optimizētu saglabāšanu. Ja kaut kas tur bija, šie [apstākļi var būt] ideāli laika kapsulām…, bet tas ir izaicinājums. ... Mēs gribam būt piesardzīgi, interpretējot šos rezultātus šajā brīdī. ”
“Sekojiet līdzi,” secināja Squyres.
Oriģinālais avots: NASA / Astrobiology Magazine
