En plan for livsformer på Mars?

Det ekstremt salte, meget kolde og næsten iltfrie miljø under permafrosten i Lost Hammer Spring i Canadas højarktiske område er det, der mest ligner visse områder på Mars. Så hvis du vil lære mere om den slags livsformer, der engang kunne have eksisteret - eller måske stadig eksisterer - på Mars, er dette et godt sted at kigge. Efter megen søgen under ekstremt vanskelige forhold har forskere fra McGill University fundet mikrober, som aldrig er blevet identificeret før. Desuden har de ved at bruge state-of-the-art genomiske teknikker fået indsigt i deres stofskifte.

I en nylig afhandling i The ISME Journal , demonstrerer forskerne for første gang, at mikrobielle samfund, der findes i Canadas højarktiske områder, under forhold, der er analoge med dem på Mars, kan overleve ved at spise og indånde simple uorganiske forbindelser af en art, der er blevet påvist på Mars (såsom metan). sulfid, sulfat, carbonmonoxid og carbondioxid). Denne opdagelse er så overbevisende, at prøver af Lost Hammer-overfladesedimenterne blev udvalgt af European Space Agency for at teste livsdetektionsevnen for de instrumenter, de planlægger at bruge på den næste ExoMars-mission.

Udvikling af en plan for livet på Mars

Lost Hammer Spring, i Nunavut i Canadas højarktiske område, er en af ​​de koldeste og salteste terrestriske kilder, der er opdaget til dato. Vandet, der rejser op gennem 600 meter permafrost til overfladen, er ekstremt saltholdigt (~24% saltholdighed), flerårigt ved temperaturer under nul (~-5 °C) og indeholder næsten ingen ilt (<1ppm opløst oxygen). De meget høje saltkoncentrationer forhindrer Lost Hammer-kilden i at fryse, og bibeholder således et flydende vandhabitat selv ved minusgrader. Disse forhold er analoge med dem, der findes i visse områder på Mars, hvor der er observeret udbredte saltaflejringer og mulige kolde saltkilder. Og mens tidligere undersøgelser har fundet beviser for mikrober i denne slags Mars-lignende omgivelser - er dette en af ​​meget få undersøgelser, der finder mikrober levende og aktive

For at få indsigt i den slags livsformer, der kunne eksistere på Mars, har et forskerhold fra McGill University, ledet af Lyle Whyte fra Institut for Naturressourcevidenskab, brugt avancerede genomiske værktøjer og enkeltcellede mikrobiologiske metoder til at identificere og karakterisere en ny, og endnu vigtigere, et aktivt mikrobielt fællesskab i dette unikke forår. At finde mikroberne og derefter sekventere deres DNA og mRNA var ingen nem opgave.

Det kræver en usædvanlig livsform at overleve under vanskelige forhold

"Det tog et par års arbejde med sedimentet, før vi var i stand til at opdage aktive mikrobielle samfund," forklarer Elisse Magnuson, en Ph.D. studerende i Whytes laboratorium, og den første forfatter på papiret. "Miljøets salthed interfererer med både udvindingen og sekvenseringen af ​​mikroberne, så da vi var i stand til at finde beviser for aktive mikrobielle samfund, var det en meget tilfredsstillende oplevelse."

Holdet isolerede og sekventerede DNA fra forårssamfundet, hvilket gav dem mulighed for at rekonstruere genomer fra cirka 110 mikroorganismer, hvoraf de fleste aldrig er set før. Disse genomer har gjort det muligt for holdet at bestemme, hvordan sådanne væsner overlever og trives i dette unikke ekstreme miljø, og fungerede som tegninger for potentielle livsformer i lignende miljøer. Gennem mRNA-sekventering var holdet i stand til at identificere aktive gener i genomerne og i det væsentlige identificere nogle meget usædvanlige mikrober, der aktivt metaboliseres i det ekstreme forårsmiljø.

Intet behov for organisk materiale til at understøtte livet

"De mikrober, vi fandt og beskrev ved Lost Hammer Spring, er overraskende, fordi de i modsætning til andre mikroorganismer ikke er afhængige af organisk materiale eller ilt for at leve," tilføjer Whyte. "I stedet overlever de ved at spise og indånde simple uorganiske forbindelser som metan, sulfider, sulfat, kulilte og kuldioxid, som alle findes på Mars. De kan også fikse kuldioxid og nitrogengasser fra atmosfæren, som alle sammen gør dem meget tilpasset til både at overleve og trives i meget ekstreme miljøer på Jorden og udenfor."

De næste trin i forskningen vil være at dyrke og yderligere karakterisere de mest rigelige og aktive medlemmer af dette mærkelige mikrobielle økosystem, for bedre at forstå, hvorfor og hvordan de trives i det meget kolde, salte, møg i Lost Hammer Spring. Forskerne håber, at dette igen vil hjælpe i fortolkningen af ​​de spændende, men gådefulde svovl- og kulstofisotoper, der for ganske nylig blev opnået fra NASA Curiosity Rover i Gale-krateret på Mars. + Udforsk yderligere

Astrofysikere undersøger muligheden for liv under Mars overflade