Bildekreditt: NASA / JPL
Under tirsdagens NASA-oppsummering om fremdriften med roveren på Meridiani Planum, Mars Exploration Rover (MER) hovedinspektør, introduserte Steve Squyres ikke bare oppsiktsvekkende nye vannbevis, men nok et nytt stykke til det større astrobiologiske puslespillet: vann og svovel. "Med denne mengden sulfat [opptil førti prosent svovelsalter noen steder i nærheten av Opportunity-landingsplassen], må du ha vann involvert."
Men vann er bare det første puslespillet i et fremtidig biologisk bilde for den røde planeten, ifølge misjonsforskere. Dette følelsen ble understreket ved å betrakte bare noen få av puslespillbitene som fortsatt mangler. Tid for eksempel er ett element som ennå ikke skal vurderes. "Vi vet at de essensielle viktige og mindre biogene elementene finnes på Mars," skrev Rocco Mancinelli, forsker fra SETI Institute, "Den viktigste faktoren for å avgjøre om liv kunne ha oppstått på Mars ligger i å avgjøre om flytende vann fantes på overflaten for tilstrekkelig tid. Vannets historie ligger i bergartenes mineralogi. ”
Vennlighet og energi
Men nå som noen lokale porsjoner av Mars viser mineralogisk løfte om nettopp slikt vann i det minste midlertidig "gjennomvåt" i deres geologiske oversikt, hvilke andre sentrale ingredienser kan være nødvendig videre, spesielt for å ha støttet en overbevisende sak for gammel beboelighet? Det tøffe spørsmålet ber om en sammenligning med hva mikrobiologer vet om livet på jorden, så man må begynne med et enklere eksperiment: Hvordan skulle en hardfør jordmikro overleve i dag på Mars?
Ikke spesielt bra, ifølge de fleste mikrobiologer. De sammensatte problemene med lave temperaturer, lavt trykk og knapp energi er mangfoldige på dagens Mars, selv når 'i dag' blir tatt med i de siste titalls millioner årene i Mars 'meteorologiske historie.
Sammenlignet med jordas gjennomsnittstemperatur på 15 C, har Mars globalt en gjennomsnittstemperatur på -53 C (-63,4 F). Selv om forbigående temperaturer av og til stiger over vannets frysepunkt i ekvatorialregionene rundt begge landingsstedene, trenger de fleste biologiske scenarier et forsterkningsskudd med grunnleggende varme. En beboelig sak for den røde planeten utgjør vanligvis en lang mistet Mars - en som var både våtere og varmere enn det som kan virke fiendtlig overfor selv de hardeste livsformene som er kjent i dag.
Neste generasjon av bedre mikrober, Desulfotomaculum
Men når en vannkilde er identifisert, er kanskje det større øyeblikkelige problemet på Mars den veldig tynne og usjakelige atmosfæren, en som bare er en prosent av jordens havnivåtrykk. Hvis den ble utsatt på overflaten, ville en mikrobe på Mars i dag raskt designe og fryse. Det vil si, med mindre det kunne trekke av en slags dvalemodus når miljøet ble ekstremt til sin foretrukne biologi. En lovende mikrobiell kandidat må utvikle noen måter å sporulere, da det vil vise seg å være et stort pluss å dvale i lange perioder når marsvær ble ugjestmilde.
Forskere som er fascinert av eldgamle - og så langt lokale - bevis som ble avdekket nær muligheten, har stilt det spekulative spørsmålet: ville spordannende, sulfatreduserende bakterier tilby en ny modellorganisme for den neste generasjonen av Mars 'mikrobejegere?
Ifølge en veteranmedlem fra Viking og MER, teamet fra Benton Clark, har en slik kandidat vært en ledende aktør for å forvitre de tøffe martiske forhold som ellers kunne dødelig stresse en mikrobe. Clark, fra Lockheed Martin i Denver, sa: "Jeg har alltid hatt en favorittorganisme, Desulfotomaculum, som er en organisme som kan leve av sulfat, som vi finner i disse bergartene."
Siden spore-først ble oppdaget og klassifisert siden 1965, har biologien tilbudt noen av de beste ytterpunktene for mikrobiell overlevelsesevne. Å leve uten sollys mens det dannes sporer når været blir kaldt eller tørt, kan gjøre denne hardføre organismen til en modell å vurdere blant fremtidige planetariske forskere.
Primitiv uavhengighet av solenergi
Løst betyr navnet Desulfotomaculum en ‘pølse’ som reduserer svovelforbindelser. Det er en stangformet organisme; det latinske, -tomaculum, betyr ‘pølse’. Desulfotomaculum er en anaerobe, noe som betyr at den ikke krever oksygen. Terrestrisk finnes den i jord, vann og geotermiske regioner, og i tarmen til insekter og dyrevimer. Livssyklusen er avhengig av å redusere svovelforbindelser som magnesiumsulfat (eller epsom-salter) til hydrogensulfid.
De svovelmetaboliserende mikrober bruker en veldig primitiv form for energiproduksjon: deres kjemiske virkning er like viktig som deres umiddelbare habitat. Ut fra hva vi vet om forholdene på den tidlige jorda, var det sannsynligvis varmt, og det var mye ultrafiolett (UV). Det var en reduserende atmosfære, så ting som hydrogensulfid som en uorganisk energikilde er sannsynligvis det som var tilgjengelig å bruke. På jorden vokser noen Desulfotomaculum-arter optimalt ved 30-37 C, men kan vokse ved andre temperaturer avhengig av hvilken av de nesten 20 arter av Desulfotomaculum som dyrkes.
På den tørre, tørre planeten så langt fra sola, ville alt som metaboliserer med suksess også dra nytte av noen nye nye veier enn fotosyntesen for å produsere energi. Selv om visse typer strålingsfare på Mars kan være overraskende, er mangelen på UV-sollys i seg selv et øyeblikkelig problem. Hva slags sollys og intensitet kan være mest nyttig for vanlig grønt eller klorofyllrikt liv på jorden? Eller når kan en mikrobe bare trives med nyttig skygge fra jorddekning eller et mørkt steinete overheng. Å gjøre uten direkte sollys kan være en mars-norm.
“[Desulfotomaculum] trenger noe hydrogen for å følge med det, men [svovel] er energikilden. Det kan fungere uavhengig av sola, sa Clark. "Årsaken til at jeg liker den sistnevnte organismen, er fordi den også kan danne sporer, så den kan dvale over disse mellomtidene på Mars mellom de varmere staver og forskjellene i [sol] skråhet som vi vet om."
"Så i tillegg til fysiske bevis på fossiler," sa Clark, "kan du ha kjemiske bevis. Det viser seg at svovel er en av disse sporstoffene som fungerer ganske bra ved isotopfraksjonering. Når levende organismer behandler svovel, har de en tendens til å fraksjonere isotoper forskjellig fra geologiske eller mineralogiske måter ... Så det er organismer og isotopiske måter å se etter det. For å gjøre isotopanalysen, vil du sannsynligvis ha prøvene tilbake på jorden. "
Bevare livet
MIT geolog, John Grotzinger, tok opp det utfordrende spørsmålet om hvordan en fremtidig misjonsplanlegger kan begynne å formulere en overordnet biologisk strategi. Kan et fremtidig Mars-oppdrag se etter bevis på fossil liv etter å ha landet i nærheten av denne typen utmark på muligheten. “Svaret på dette spørsmålet er veldig enkelt. På jorden, som er den eneste opplevelsen vi har, er det veldig sjeldent å finne fossiler bevart i eldgamle bergarter. Du må gjøre alt du kan for å optimalisere situasjonen for å bevare dem. ”
Fra begynnelsen av Opportunity-oppdraget fortalte Andrew Knoll, en Harvard-paleontolog og medlem av MER-vitenskapsteamet til Astrobiology Magazine at, “Det virkelige spørsmålet man ønsker å huske på når man tenker på Meridiani er: Hva, om noen, signaturer av at biologi faktisk blir bevart i diagenetisk stabile bergarter? ..Hvis vann er til stede på Marsoverflaten i 100 år hvert 10. million år, er det ikke veldig interessant for biologi. Hvis den er til stede i 10 millioner år, er det veldig interessant. "
"Du bekymrer deg først for bevaring," understreket Grotzinger. “Du målretter strategien din for å optimalisere bevaring. Hvis noe var der, kan disse [forholdene være] ideelle for tidskapsler ... men det er noe av en utfordring. ... Vi vil oppfordre til forsiktighet ved å tolke disse resultatene på dette tidspunktet. ”
“Hold deg oppdatert,” konkluderte Squyres.
Original kilde: NASA / Astrobiology Magazine
