Hvordan glaciale biomarkører kan finpudse søgen efter udenjordisk liv

Opdagelse af biomarkører i gletsjersøer på Jorden kan bane vejen for astrobiologer til at opdage beviser for liv i andre verdener, og også afdække egenskaberne ved de miljøer, hvor livet levede.

Højt i Andesbjergene i Chile, uophørlig ultraviolet (UV) stråling sprænger det næringsfattige vand i Laguna Negra og Lo Encañado, to søer fodret med hurtigt smeltende gletschere. I dette fjendtlige og fjerntliggende miljø, forskere tester teknologien til livsdetektion for at se, om vi kan bruge det på andre planeter.

At forstå disse søsystemer vil hjælpe forskere med at fortolke biomarkører i gamle søer både på Jorden eller andre planeter. Selvom organismerne selv længe er døde, sporene og historien om deres død er kodet i de biomolekyler, der fylder søernes sedimenter.

Implikationerne af disse biomolekyler strækker sig langt ud over disse søers grænser:de kunne hjælpe forskere med at genskabe den evolutionære historie om udenjordisk liv. Forskernes fund blev beskrevet i en nylig artikel i Astrobiology.

"Når en mikrobe dør, forskellige fysiokemiske faktorer - såsom fugtighed, temperatur, ilt, eller tilstedeværelsen af ​​metaller - påvirke nedbrydning eller kemisk ændring af dets strukturer og molekylære komponenter, "siger hovedforfatter Victor Parro, baseret på Centro de Astrobiología, i Madrid, Spanien.

Visse biomarkører er karakteristiske for bestemte grupper af mikrober og endda bestemte metabolisme, han siger. "Ud fra disse oplysninger er det muligt at udlede, hvordan miljøet, hvor de udviklede sig, var."

Krater søer

I Andesbjergene, dette kan fortælle os om bjergets paleoklima og deres hurtigt optøende gletschere. Men det kan muligvis opklare de andre verdeners geokemiske og atmosfæriske historier, såsom Mars og Saturns måne Titan.

"Disse søer i højderne i Andesbjergene er interessante for astrobiologi, fordi de udsættes for høje niveauer af ultraviolet stråling, "siger Lewis Dartnell, en astrobiolog ved University of Westminster, i London, som ikke var involveret i forskningen. "At forstå, hvordan mikrobielt liv i søen klarer disse UV -niveauer, er vigtig for søgen efter liv ud over Jorden - på Mars, for eksempel, hvor der menes at have været kratersøer, men også meget høje UV -niveauer. "

Forskerne brugte en Life Detector Chip (LDChip) til at jage efter disse fragmenter af liv. Et LDChip er en biosensor, der kan registrere tilstedeværelse af liv (nyligt eller gammelt) fra proteinfragmenter og andre biomolekyler.

"Et LDChip behøver ikke hele levende mikrober, det har bare brug for biologisk materiale, om den er levende eller død, ny eller gammel, fri eller som en del af store polymerer eller endda organo-mineralpartikler [som er mineralske biprodukter af liv], "Parro siger. Chippen har brug for mellem fire og ti aminosyrer for at identificere proteinet eller familien af ​​proteiner, aminosyrerne kom fra.

Test for liv på stedet

LDChip er kernen i de spanske Signs Of LIfe Detector (SOLID), et instrument, der kan likvidere op til to gram fast sten, jord eller is, som derefter kan screenes for biopolymerer.

Vigtigere, især set gennem astrobiologiens linse, det kan teste for liv in situ.

Forskere kan behandle disse ekstreme miljøer som proxyer for fjerntliggende og barske forhold på andre planeter, giver dem mulighed for at teste deres teorier og teknologier på Jorden. Astrobiologer ser ofte Laguna Negra som et stand-in for Titans søer.

Forståelse af vand, gletschere og is er en grundlæggende del af astrobiologien. "Is og gletsjere var og er almindelige i andre planetariske kroppe, såsom Mars, og de må have spillet en kritisk rolle i hydrogeologien på disse planeter, dannelse og adfærd af gamle søer, såvel som i udviklingen og udviklingen af ​​potentiel Mars -mikrobiologi, "siger Parro.

I deres undersøgelse, Parros team undersøgte søernes lavvandede sedimenter. De rapporterede om tilstedeværelsen af ​​sulfatreducerende bakterier, methanogen (metanproducerende) archaea, og exopolymeriske stoffer (polymerer, såsom biofilm, udskilt af organismer) fra Gammaproteobacteria.

Bevis for liv

Don Cowan, professor i mikrobiel økologi ved University of Pretoria, i Sydafrika, siger, at deres tilstedeværelse er ikke overraskende og "lige hvad man ville forvente i et gletsjersediment".

Spurgt om de var betydelige biomarkører, han siger, at "Alle er vigtige, i generel forstand, ved identifikation af enhver af disse biomarkører (som er eksempler på mange mulige biomarkører) i en 'astrobiologisk' prøve såsom fra Mars, ville være et definitivt bevis på liv. "

Et bibliotek med biomarkører er det næste trin i Parros forskning. "Vi har brug for yderligere undersøgelser og forståelse for, hvilke biomarkører vi kan forvente at finde i forskellige planetmiljøer, "siger han. Dette indebærer at identificere de mest universelle, opdage, hvordan de bevares, og hvordan de reagerer på stråling og andre miljøforhold, og derefter bruge disse oplysninger til at finpudse deres test for livets tilstedeværelse.

Slutspillet er at se SOLID -instrumentet med dets LDChip på ekstraplanetære missioner for at teste for biomarkører eller hjælpe astronauter med påvisning af biofarer. Indtil da, forskerne planlægger at implementere det i så mange terrestriske miljøer som de kan, fra ekstreme miljøer til veterinærsektoren, Siger Parro.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra NASA's Astrobiology Magazine. Udforsk Jorden og videre på www.astrobio.net.