Kreditna slika: NASA / JPL
V torek, ko je Nasina misija napovedala napredek z roverjem v Meridiani Planum, glavni investitor Mars Mars Exploration Rover (MER), je Steve Squyres predstavil ne samo presenetljive nove dokaze o vodi, ampak še en nov kos večje astrobiološke uganke: vode in žvepla. "Pri tej količini sulfata [do štirideset odstotkov žveplove soli ponekod v bližini pristanišča za priložnost] morate nekako vključiti vodo."
Po mnenju znanstvenikov iz misije je voda le prvi del sestavljanke v kateri koli prihodnji biološki sliki za rdeči planet. To mnenje je bilo podčrtano, saj smo upoštevali le nekaj kosov sestavljanke, ki še vedno manjkajo. Čas, na primer, je še en element, ki ga je treba upoštevati. "Vemo, da na Marsu obstajajo bistveni glavni in manjši biogeni elementi," je zapisal Rocco Mancinelli, znanstvenik inštituta SETI, "Glavni dejavnik pri ugotavljanju, ali bi na Marsu lahko nastalo življenje, je določanje, ali je na njegovi površini tekoča voda dovolj čas. Zgodovina vode se skriva v mineralogiji kamnin. "
Habitalnost in energija
Toda zdaj, ko nekateri lokalni deli Marsa kažejo mineraloško obljubo, da bo takšna voda vsaj začasno „namočena“ v njihov geološki zapis, katere druge ključne sestavine bi bile morda potrebne še naprej, zlasti če bi podprle prepričljiv primer starodavne naseljenosti? Težko vprašanje se postavlja za primerjavo s tem, kar mikrobiologi vedo o življenju na Zemlji, zato je treba začeti s preprostejšim poskusom: Kako bi danes trdovratni mikrob Zemlje preživel na Marsu?
Po mnenju večine mikrobiologov ni ravno dobro. Kombinirane težave nizkih temperatur, nizkega tlaka in malo energije so na današnjem Marsu večplastne, tudi če je danes danes upoštevano zadnjih deset milijonov milijonov meteorološke zgodovine Marsa.
V primerjavi s povprečno zemeljsko temperaturo 15 C (59 F) ima Mars v povprečju povprečno temperaturo -53 C (-63,4 F). Medtem ko se prehodne temperature občasno dvigajo nad lediščem vode v ekvatorialnih območjih okoli obeh pristajalnih mest, je večina bioloških scenarijev potrebna dodatna toplotna temperatura. Na rdečem planetu je običajno stanovanje z izgubljenim Marsom, ki je bil vlažnejši in toplejši od tistega, kar se zdi sovražnemu tudi najtežjim oblikam življenja, ki jih poznamo danes.
Naslednja generacija boljših mikrobov, Desulfotomaculum
Ko pa je odkrit vodni vir, je morda največja neposredna težava na Marsu zelo tanka in ne dihajoča atmosfera, ki znaša le en odstotek zemeljskega tlaka. Če bi bil izpostavljen na površju, bi mikrob na Marsu danes hitro posušil in zmrznil. Se pravi, razen če bi lahko odpravila kakšno hibernacijo, ko se bo okolje skrajno spremenilo v svojo naklonjeno biologijo. Obetavni kandidat za mikrobe mora razviti nekaj sredstev, da lahko sporira, saj bi se izkazalo za velik plus, da prezimovamo v dolgih obdobjih, kadar se je marsovsko vreme pokazalo kot nevzdržno.
Znanstveniki, ki jih prisegajo starodavni in do zdaj lokalni dokazi o vodi, odkriti v bližini mesta Priložnosti, so postavili špekulativno vprašanje: ali bi bakterije, ki tvorijo spore, zmanjšale sulfat, ponudile nov modelni organizem za naslednjo generacijo Marsovih lovcev na mikrobe?
Po besedah Bentona Clarka, enega od kandidatov za veterane Viking in MER, je bil eden takšnih kandidatov vodilni kandidat za preusmeritev težkih marsovskih razmer, ki bi sicer lahko usodno stresle mikroba. Clark iz Lockheed Martina v Denverju je dejal: "Vedno sem imel najljubši organizem, Desulfotomaculum, ki je organizem, ki lahko živi od sulfata, kot ga najdemo v teh kamninah."
Od leta 1965, ko je bil spore prej odkrit in razvrščen, je njegova biologija ponudila nekaj najboljših skrajnosti za preživetje mikrobov. Življenje brez sončne svetlobe, medtem ko nastanejo spore, ko je vreme hladno ali suho, bi lahko ta trdoživ organizem postavili za vzor med prihodnjimi planetarnimi znanstveniki.
Neodvisnost primitivne sončne energije
Slabo ime Desulfotomaculum pomeni „klobasa“, ki zmanjšuje žveplove spojine. Je organizem v obliki palice; v latinščini -tomaculum pomeni „klobasa“. Desulfotomaculum je anaerob, kar pomeni, da ne potrebuje kisika. Kopensko ga najdemo v tleh, vodi in geotermalnih regijah ter v črevesju žuželk in živalskih rumenov. Njegov življenjski cikel je odvisen od zmanjšanja žveplovih spojin, kot je magnezijev sulfat (ali epsom soli), do vodikovega sulfida.
Mikrobi, ki presnavljajo žveplo, uporabljajo zelo primitivno obliko proizvodnje energije: njihovo kemijsko delovanje je enako pomembno kot njihov neposredni življenjski prostor. Iz tistega, kar vemo o razmerah na zgodnji Zemlji, je bilo verjetno vroče in bilo je veliko ultravijoličnega (UV). Šlo je za zmanjševanje ozračja, zato so verjetno na voljo stvari, kot je vodikov sulfid kot anorganski vir energije. Na Zemlji nekatere vrste Desulfotomaculum optimalno rastejo pri 30-37 C, vendar lahko rastejo tudi pri drugih temperaturah, odvisno od tega, katera od skoraj 20 vrst Desulfotomaculum se goji.
Na hladnem in suhem planetu, ki je tako daleč od Sonca, bi lahko koristili tudi nekateri novi poti, razen fotosinteze za proizvodnjo energije. Presenetljivo je, da so nekatere vrste nevarnosti sevanja na Marsu lahko nevarne, vendar je pomanjkanje UV sončne svetlobe samo težava. Kakšna in intenzivnost sončne svetlobe je lahko najbolj koristna za življenje na Zemlji, zeleno ali s klorofili? Ali kdaj lahko mikrob uspeva le s koristnim odtenkom iz pokritosti tal ali temnim kamnitim previsom. Marsikatera norma je lahko brez neposredne sončne svetlobe.
„[Desulfotomaculum] potrebuje nekaj vodika, da bi se lahko ukvarjal s tem, toda [žveplo] je njegov vir energije. Deluje lahko neodvisno od sonca, "je dejal Clark. "Razlog, da mi je slednji organizem všeč, je, ker lahko tvori tudi spore, zato lahko v teh vmesnih časih na Marsu prezimova med toplejšimi uroki in razlikami [sončne] poševnosti, o katerih vemo."
"Torej poleg fizičnih dokazov o fosilih," je dejal Clark, "lahko imate tudi kemične dokaze. Izkazalo se je, da je žveplo eden tistih sledilcev, ki se pri izotopski frakciji precej dobro obnesejo. Ko živi organizmi predelajo žveplo, imajo izotope frakcionirajo drugače kot geološke ali mineraloške načine ... Torej obstajajo organizmi in izotopski načini, kako to iskati. Če želite narediti izotopsko analizo, boste verjetno imeli vzorce na Zemlji. "
Ohranjanje življenja
John Grotzinger, geolog MIT, se je lotil izzivnega vprašanja, kako lahko prihodnji načrtovalec misij začne oblikovati celostno biološko strategijo. Ali lahko prihodnja Marsova misija po uspešnem pristanku blizu tovrstnega odseka na mestu Priložnosti poišče dokaze o fosilnih življenjih? "Odgovor na to vprašanje je zelo preprost. Na Zemlji, ki je edina izkušnja, ki jo imamo, so fosili, ohranjeni v starodavnih kamninah, zelo redki. Morate storiti vse, da izboljšate stanje za njihovo ohranitev. "
Andrew Knoll, harvardski paleontolog in član znanstvene skupine MER je od začetka misije priložnost povedal za Astrobiology Magazine, da je "resnično vprašanje, ki ga želimo imeti v mislih pri razmišljanju o Meridiani,: kaj, če sploh, podpisi da se biologija dejansko ohrani v diagenetsko stabilnih kamninah? ..Če je voda na Marsovskem površju prisotna 100 let na vsakih 10 milijonov let, to za biologijo ni zelo zanimivo. Če je prisotna 10 milijonov let, je to zelo zanimivo. "
"Skrbi najprej za ohranjanje," je poudaril Grotzinger. »Strategijo ciljate na optimizacijo ohranjanja. Če je bilo kaj tam, so ti pogoji lahko idealni za časovne kapsule… vendar je to nekaj izziva. … Na tej točki želimo pozvati previdnost pri razlagi teh rezultatov. "
"Spremljajte," je zaključil Squyres.
Izvirni vir: NASA / Astrobiology Magazine
