Je na Marsu življenje? Če je tam, je verjetno mikroskopsko in res težko; zmožen obvladovati hladne temperature, nizke tlake in zelo malo vode. Ti mikrobi širijo vrsto habitatov, ki bi lahko podpirali življenje v našem Osončju, in znanstvenikom zagotovili nove značilnosti, ki jih bodo morali iskati pri raziskovanju Rdečega planeta.
Raziskovalna skupina astronomov in mikrobiologov bi lahko razcvetela razred posebno odpornih mikrobov, ki živijo v nekaterih najbolj ostrih zemeljskih okoljih, na hladnem Marsu in drugih hladnih planetih.
V dvoletni laboratorijski raziskavi so raziskovalci odkrili, da nekateri hladno prilagojeni mikroorganizmi ne samo obstajajo, temveč se razmnožujejo pri 30 stopinjah Fahrenheita, tik pod lediščem vode. Mikrobi so razvili tudi obrambni mehanizem, ki jih je ščitil pred hladnimi temperaturami. Raziskovalci so člani edinstvenega sodelovanja astronomov z Znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop in mikrobiologov iz Centra za morsko biotehnologijo Univerze v Marylandu v Baltimoru, Mdž, njihovi rezultati pa so objavljeni na spletni strani International Journal of Astrobiology.
"Mejna življenjska doba nizke temperature je še posebej pomembna, saj so tako v sončnem sistemu kot v galaksiji Mlečni pot hladna okolja veliko pogostejša od vročih," je dejal Neill Reid, astronom iz Znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop in vodja znanstvenega inštituta raziskovalna skupina. "Naši rezultati kažejo, da najnižje temperature, pri katerih ti organizmi lahko uspevajo, padejo v temperaturno območje, ki ga ima današnji Mars, in bi lahko omogočile preživetje in rast, zlasti pod površjem Marsa. To bi lahko razširilo območje bivalne cone, območje, v katerem bi lahko obstajalo življenje, na hladnejše planete, podobne Marsu. "
Večina zvezd v naši galaksiji je hladnejša od našega Sonca. Območje okoli teh zvezd, ki je primerno za zemeljske temperature, bi bilo manjše in ožje od tako imenovane bivalne cone okoli našega Sonca. Zato bi bila večina planetov verjetno hladnejša od Zemlje.
V svoji dvoletni študiji so znanstveniki testirali najhladnejše temperaturne meje za dve vrsti enoceličnih organizmov: halofile in metanogene. Spadajo v skupino mikrobov, ki jih skupaj imenujejo skrajneži, tako imenovani, ker živijo v vročih izvirih, kislih poljih, slanih jezerih in polarnih ledenih pokrovih pod pogoji, ki bi ubili ljudi, živali in rastline. Halofili uspevajo v slani vodi, kot je Veliko slano jezero, in imajo sisteme za popravilo DNK, ki jih ščitijo pred izjemno visokimi odmerki sevanja. Metanogeni so sposobni rasti na preprostih spojinah, kot sta vodik in ogljikov dioksid, za energijo in lahko svoje odpadke pretvorijo v metan.
Halofili in metanogeni, uporabljeni v poskusih, so iz antarktičnih jezer. V laboratoriju so halofili pokazali znatno rast do 30 stopinj Farenhejta (minus 1 stopinjo Celzija). Metanogeni so bili aktivni do 28 stopinj Farenhejta (minus 2 stopinji Celzija).
"Spodnje temperaturne meje za te vrste smo podaljšali za več stopinj," je povedala Shiladitya DasSarma, profesorica in vodja ekipe Centra morske biotehnologije, Biotehnološkega inštituta Univerze v Marylandu. "Imeli smo omejeno količino časa za gojenje organizmov v kulturi, po vrstnem redu mesecev. Če bi lahko podaljšali čas rasti, mislim, da bi lahko znižali temperature, pri katerih lahko preživijo še več. Kultura slanice, v kateri rastejo v laboratoriju, lahko ostane v tekoči obliki do minus 18 stopinj Fahrenheita (minus 28 stopinj Celzija), zato obstajajo možnosti za bistveno nižje rastne temperature. "
Tudi znanstveniki so bili presenečeni, ko so ugotovili, da so se halofili in metanogeni zaščitili pred hladnimi temperaturami. Nekatere arktične bakterije kažejo podobno vedenje.
"Ti organizmi so zelo prilagodljivi in so pri nizkih temperaturah tvorili celične agregate," je pojasnil DasSarma. "To je bil presenetljiv rezultat, ki nakazuje, da se celice lahko" držijo skupaj ", ko temperature postanejo prehladne za rast, kar zagotavlja preživetje prebivalstva. To je prvo odkritje tega pojava pri antarktičnih vrstah ekstremofilov pri hladnih temperaturah. "
Znanstveniki so te ekstremofile izbrali za laboratorijsko študijo, ker so lahko pomembni za življenje na hladnem in suhem Marsu. Halofili lahko uspevajo v slani vodi pod površjem Marsa, ki lahko ostane tekoča pri temperaturah precej pod 32 stopinj Farenhejta (0 stopinj Celzija). Metanogeni bi lahko preživeli na planetu brez kisika, kot je Mars. V resnici so nekateri znanstveniki predlagali, da metanogeni proizvajajo metan, zaznan v Marsovi atmosferi.
"Ta ugotovitev dokazuje, da lahko stroge znanstvene študije o znanih ekstremofilih na Zemlji ponujajo namige, kako lahko življenje preživi drugje v vesolju," je dejal DasSarma.
Raziskovalci načrtujejo, da bodo za vsakega ekstremofila preslikali celoten genetski načrt. Znanstveniki bodo s popisom vseh genov lahko določili funkcije vsakega gena, kot je natančno določanje genov, ki ščitijo organizem pred mrazom.
Številni ekstremofili so evolucijske relikvije, imenovane Archaea, ki so bile morda med prvimi domačini na Zemlji pred 3,5 milijarde let. Ti robustni ekstremofili bodo morda preživeli v mnogih krajih vesolja, vključno z nekaterimi od približno 200 svetov okoli zvezd zunaj našega osončja, ki so jih astronomi našli v zadnjem desetletju. Ti planeti so v najrazličnejših okoljih, od tako imenovanih "vročih Jupitrov", ki krožijo v bližini svojih zvezd in kjer temperature presegajo 1.800 stopinj Fahrenheita (1.000 stopinj Celzija), do plinskih velikanov v Jupiterjevi podobni orbiti, kjer so temperature okoli minus 238 stopinj Farenhejta (minus 150 stopinj Celzija).
Odkritje planetov z velikimi temperaturnimi razlikami se znanstvenike sprašuje, katera okolja bi bila lahko gostoljubna za življenje. Ključni dejavnik preživetja organizma je določitev zgornje in spodnje temperaturne meje, na kateri lahko živi.
Čeprav so marsovske vremenske razmere izjemne, ima planet nekaj podobnosti z najbolj ekstremnimi hladnimi območji Zemlje, kot je Antarktika. Nedavne raziskave antarktičnega okolja so bile dolgo ocenjene kot neplodne življenje in odkrile so veliko mikrobne aktivnosti. „Arheje in bakterije, ki so se prilagodile tem ekstremnim razmeram, so nekateri najboljši kandidati za kopenske analoge potencialnega nezemeljskega življenja; razumevanje njihove strategije prilagajanja in njenih omejitev bo omogočilo globlji vpogled v temeljne omejitve na območju gostoljubnih okolij, "je dejal DasSarma.
Raziskave skupine so bile podprte z nepovratnimi sredstvi Direktorata za diskrecijsko raziskovanje inštituta za vesoljski teleskop, Nacionalne znanstvene fundacije in avstralskega raziskovalnega sveta.
Znanstveni inštitut za vesoljski teleskop upravlja za NASA združenje univerz za raziskave v astronomiji, Inc., Washington.
Eden od petih centrov, ki tvorijo Biotehniški inštitut Univerze v Marylandu (UMBI), Center morske biotehnologije, ki se nahaja v Baltimorejevem notranjem pristanišču, zaposluje raziskovalce, ki uporabljajo orodja sodobne biologije in biotehnologije za preučevanje, zaščito in izboljšanje morskih in ustnih virov.
Z raziskovalnimi centri v Baltimoru, Rockvilleu in College Parku je Biotehniški inštitut Univerze v Marylandu najnovejši od 13 institucij, ki tvorijo univerzitetni sistem Marylanda. UMBI ima 85 fakultet na lestvici in proračun za leto 2006 v višini 60 milijonov dolarjev. UMBI ob praznovanju dvajsetega leta delovanja institucije v Marylandu in svetu vodi mikrobiolog in nekdanja izvršna direktorica biotehnologije dr. Jennie C. Hunter-Cevera. Za več informacij obiščite http://www.umbi.umd.edu.
Izvirni vir: Hubble News Release
