Vaizdo kreditas: NASA / JPL
Antradienio NASA misijos metu apžvelgdamas pažangą, padarytą roverio metu „Meridiani Planum“, pagrindiniame „Mars Exploration Rover“ (MER) tyrime, Steve'as Squyresas pristatė ne tik stulbinančius naujus vandens įrodymus, bet ir dar vieną naują kūrinį didesnėje astrobiologinėje dėlionėje: vandenį ir sierą. „Turėdami tokį sulfato kiekį [iki keturiasdešimt procentų sieros druskų kai kuriose vietose netoli„ Opportunity “nusileidimo vietos], turite turėti vandens.“
Anot misijos mokslininkų, vanduo yra tik pirmasis galvosūkis bet kuriame raudonosios planetos biologiniame paveiksle. Šis požiūris buvo pabrėžtas įvertinant tik keletą dėlionės elementų, kurių vis dar nėra. Pavyzdžiui, laikas, į kurį reikia atsižvelgti, yra laikas. „Mes žinome, kad Marse egzistuoja svarbiausi pagrindiniai ir nereikšmingi biogeniniai elementai“, - rašė SETI instituto mokslininkas Rocco Mancinelli, „Pagrindinis veiksnys, lemiantis, ar Marsas galėjo atsirasti, yra tai, ar pakankamai skysto vandens jo paviršiuje yra laikas. Vandens istorija slypi uolienų mineralogijoje. “
Pritaikomumas ir energija
Bet dabar, kai kurios vietinės Marso dalys rodo mineraloginius pažadus, kad būtent toks vanduo bent laikinai „įmirks“ į savo geologinius duomenis, kokių kitų pagrindinių ingredientų gali prireikti kitą kartą, ypač norint paremti įtikinamą senovės apgyvendinimo atvejį? Sudėtingą klausimą reikia palyginti su tuo, ką žino mikrobiologai apie gyvenimą Žemėje, todėl reikia pradėti nuo paprastesnio eksperimento: Kaip šiandien Marse galėtų išgyventi tvirtas Žemės mikrobas?
Nelabai gerai, pasak daugumos mikrobiologų. Sudėtingos žemos temperatūros, žemo slėgio ir menkos energijos problemos šiandieniniame Marse yra daugialypės, net kai laikoma, kad „šiandien“ į Marso meteorologinę istoriją įeina paskutinės dešimtys milijonų metų.
Palyginti su vidutine Žemės temperatūra 15 C (59 F), Marso pasaulyje vidutinė temperatūra yra -53 C (-63,4 F). Nors trumpalaikiuose regionuose aplink abi nusileidimo vietas laikinosios temperatūros kartais pakyla virš vandens užšalimo taško, daugeliui biologinių scenarijų reikalinga pagrindinė šiluma. Tinkamas raudonosios planetos atvejis paprastai būna po seniai pasiklydusio Marso - tokio, kuris buvo ir drėgnesnis, ir šiltesnis nei tas, kuris gali atrodyti priešiškas net ir sunkiausioms šiandien žinomoms gyvybės formoms.
Kita geresnių mikrobų karta, Desulfotomaculum
Bet nustačius vandens šaltinį, galbūt didžiausia neatidėliotina Marso problema yra labai plona ir nekvėpuojanti atmosfera, kuri sudaro tik vieną procentą Žemės slėgio jūroje. Mikrobas, esantis Marso paviršiuje, būtų greitai išdžiovintas ir užšaldytas. Tai yra, nebent ji galėtų atitraukti tam tikrą žiemojimo būdą, kai aplinka pasidarė ekstremali savo palankiai vertinamai biologijai. Perspektyvusis mikrobų kandidatas turi turėti tam tikras sporų auginimo priemones, nes tai reikštų didelį pliusą žiemoti per ilgus laikotarpius, kai Marso orai pasidaro nenuodingi.
Mokslininkai, sudominti senovės ir iki šiol vietinių vandens įrodymų, esančių netoli „Opportunity“ vietos, uždavė spekuliatyvų klausimą: ar sporas formuojančios, sulfatus mažinančios bakterijos pasiūlytų naują organizmo pavyzdį naujos kartos Marso mikrobų medžiotojams?
Anot vieno iš „Viking“ veteranų ir MER mokslo komandos nario Bentono Clarko, vienas iš tokių kandidatų buvo pagrindinis pretendentas atlaikyti atšiaurias Marso sąlygas, kurios kitu atveju galėtų mirtinai pabrėžti mikrobą. Clarkas iš Denverio „Lockheed Martin“ sakė: „Aš visada turėjau mėgstamą organizmą,„ Desulfotomaculum “, kuris yra organizmas, galintis gyventi iš sulfatų, kaip mes randame šiose uolienose“.
Nuo 1965 m., Kai sporų formuotojas buvo pirmą kartą aptiktas ir klasifikuotas, jo biologija pasiūlė keletą geriausių mikrobų išlikimo kraštutinumų. Gyvenimas be saulės spindulių, formuojant sporas, kai oras atšąla arba sausas, šį tvirtą organizmą gali paversti modeliu, į kurį turėtų atsižvelgti būsimi planetų mokslininkai.
Primityvi saulės energijos nepriklausomybė
Pavadinimas Desulfotomaculum reiškia „dešrą“, sumažinančią sieros junginius. Tai lazdelės formos organizmas; lotyniškai -tomaculum reiškia „dešra“. Desulfotomaculum yra anaerobas, ty jam nereikia deguonies. Žemės sausumoje jis randamas dirvožemyje, vandenyje ir geoterminiuose regionuose, vabzdžių ir gyvūnų prieskrandžių žarnyne. Jo gyvavimo ciklas priklauso nuo sieros junginių, tokių kaip magnio sulfatas (arba epsomo druskos), redukavimo į vandenilio sulfidą.
Sierai metabolizuojantys mikrobai naudoja labai primityvią energijos generavimo formą: jų cheminis veikimas yra toks pat svarbus kaip ir jų tiesioginė buveinė. Iš to, ką žinome apie sąlygas ankstyvojoje Žemėje, tikriausiai buvo karšta, buvo daug ultravioletinių spindulių (UV). Tai buvo redukuojanti atmosfera, todėl tokius dalykus kaip vandenilio sulfidas, kaip neorganinį energijos šaltinį, turbūt reikėjo naudoti. Žemėje kai kurios Desulfotomaculum rūšys auga optimaliai 30–37 ° C temperatūroje, tačiau gali augti ir esant kitai temperatūrai, atsižvelgiant į tai, kuri iš beveik 20 Desulfotomaculum rūšių yra auginama.
Šaltoje, sausoje, nuo saulės nutolusioje planetoje viskas, kas sėkmingai metabolizuojasi, taip pat turėtų naudos iš naujų būdų, išskyrus fotosintezę, energijai gaminti. Keista, nors tam tikros rūšies radiacijos pavojai Marse gali būti klastingi, bet pati UV saulės spindulių stoka yra neatidėliotina problema. Koks saulės spindulys ir kokio intensyvumo gali būti naudingiausi įprastoje žaliųjų ar chlorofilų turtingoje žemėje? Arba kada mikrobas gali klestėti tik esant naudingam dirvožemio atspalviui ar tamsioms uolienoms. Dirbti be tiesioginių saulės spindulių gali būti Marso norma.
„[Desulfotomaculum] reikia šiek tiek vandenilio, kad galėtų su tuo susieti, bet [siera] yra jo energijos šaltinis. Jis gali veikti nepriklausomai nuo saulės “, - sakė Clarkas. „Priežastis, kodėl aš mėgstu pastarąjį organizmą, yra tas, kad jis taip pat gali formuoti sporas, todėl per tuos laikinuosius Marso laikus jis gali žiemoti tarp šiltesnių burtų ir [saulės] įtempių skirtumų, apie kuriuos mes žinome“.
„Taigi, be fizinių fosilijų įrodymų“, - sakė Clarkas, - jūs galite turėti ir cheminių įrodymų. Pasirodo, siera yra vienas iš tų atsekamųjų medžiagų, kurios gana gerai veikia izotopų frakcionavimą. Kai gyvieji organizmai apdoroja sierą, jie yra linkę dalinti izotopus kitaip nei geologiniu ar mineraloginiu būdu ... Taigi yra organizmų ir izotopų, kaip jo ieškoti. Jei norite atlikti izotopinę analizę, jūs tikriausiai turėsite parodyti mėginius Žemėje. “
Išsaugoti gyvybę
MIT geologas Johnas Grotzingeris ėmėsi iššūkio, kaip būsimasis misijų planuotojas gali pradėti formuoti bendrą biologinę strategiją. Ar sėkmingai nusileidęs netoli tokio tipo atodangos „Opportunity“ vietoje, ar būsimoji Marso misija gali ieškoti iškastinio gyvenimo įrodymų? „Atsakymas į šį klausimą yra labai paprastas. Žemėje, kuri yra vienintelė mūsų patirtis, senovės uolienose išsaugotų fosilijų rasti labai retai. Jūs turite padaryti viską, ką galite, kad situacija būtų išsaugota ir išsaugota. “
Nuo pat „Opportunity“ misijos pradžios Harvardo paleontologas ir MER mokslo komandos narys Andrew Knollas žurnalui „Astrobiology Magazine“ sakė, kad „tikrasis klausimas, kurį reikia atsiminti galvojant apie Meridiani, yra toks: kokie, jei tokių yra, parašai kad biologija iš tikrųjų išsaugoma diagenetiškai stabiliose uolienose? ..Jei vanduo Marso paviršiuje yra 100 metų kas 10 milijonų metų, tai nėra labai įdomu biologijai. Jei ji yra 10 milijonų metų, tai yra labai įdomu “.
„Pirmiausia jūs nerimaujate dėl konservavimo“, - pabrėžė Grotzingeris. „Jūs nukreipiate savo strategiją, kad optimizuotumėte išsaugojimą. Jei kažkas ten buvo, tai šios sąlygos gali būti idealios laiko kapsulėms ... bet tai yra iššūkis. ... Šiuo metu norime reikalauti atsargumo aiškindami šiuos rezultatus “.
„Stebėkite“, - užbaigė Squyresas.
Originalus šaltinis: NASA / Astrobiology Magazine
