Er det liv på Mars? Hvis den er der, er den sannsynligvis mikroskopisk og veldig tøff; i stand til å håndtere kalde temperaturer, lavt trykk og veldig lite vann. Disse mikrober utvider spekteret av naturtyper som kan støtte livet i solsystemet vårt, og vil gi forskere nye egenskaper å se etter når de utforsker den røde planeten.
En klasse med spesielt hardføre mikrober som lever i noen av de hardeste jordiske miljøene, kunne blomstre på kalde Mars og andre kjølige planeter, ifølge et forskerteam av astronomer og mikrobiologer.
I en to år lang laboratorieundersøkelse oppdaget forskerne at noen kaldtilpassede mikroorganismer ikke bare overlevde, men reproduserte ved 30 grader Fahrenheit, rett under frysepunktet for vann. Mikroberne utviklet også en forsvarsmekanisme som beskyttet dem mot kalde temperaturer. Forskerne er medlemmer av et unikt samarbeid av astronomer fra Space Telescope Science Institute og mikrobiologer fra University of Maryland Biotechnology Institute's Center of Marine Biotechnology i Baltimore, Md. Resultatene deres vises på nettstedet International Journal of Astrobiology.
"Den lave temperaturgrensen for livet er spesielt viktig siden både i solsystemet og Melkeveisgalaksen er kalde miljøer mye vanligere enn varme miljøer," sa Neill Reid, astronom ved Space Telescope Science Institute og leder for forskerteam. Resultatene våre viser at de laveste temperaturene som disse organismer kan trives, faller innenfor temperaturområdet som oppleves på dagens Mars, og kan tillate overlevelse og vekst, spesielt under Mars overflate. Dette kan utvide riket til den beboelige sonen, området der livet kunne eksistere, til kaldere Mars-lignende planeter. ”
De fleste stjerner i galaksen vår er kjøligere enn solen vår. Sonen rundt disse stjernene som er egnet for jordlignende temperaturer, vil være mindre og smalere enn den såkalte beboelige sonen rundt solen vår. Derfor vil flertallet av planetene sannsynligvis være kaldere enn Jorden.
I sin toårige studie testet forskerne de kaldeste temperaturgrensene for to typer encelleorganismer: halofile og metanogener. De er blant en gruppe mikrober som samlet kalles ekstremofile, såkalte fordi de lever i varme kilder, sure felt, salte innsjøer og polare iskapper under forhold som vil drepe mennesker, dyr og planter. Halofile blomstrer i salt vann, for eksempel Great Salt Lake, og har DNA-reparasjonssystemer for å beskytte dem mot ekstremt høye stråledoser. Metanogener kan vokse på enkle forbindelser som hydrogen og karbondioksid for energi og kan gjøre avfallet til metan.
Halofilene og metanogenene som ble brukt i eksperimentene er fra innsjøer i Antarktis. I laboratoriet viste halofilene betydelig vekst til 30 grader Fahrenheit (minus 1 grad Celsius). Metanogenene var aktive til 28 grader Fahrenheit (minus 2 grader Celsius).
"Vi har utvidet de nedre temperaturgrensene for disse artene med flere grader," sier Shiladitya DasSarma, professor og leder for teamet ved Center of Marine Biotechnology, University of Maryland Biotechnology Institute. "Vi hadde en begrenset periode på å vokse organismer i kultur, i størrelsesorden måneder. Hvis vi kunne forlenge veksttiden, tror jeg vi kunne senket temperaturene der de kan overleve enda mer. Saltlake-kulturen de vokser i laboratoriet, kan forbli i flytende form til minus 18 grader Fahrenheit (minus 28 grader Celsius), så potensialet er der for betydelig lavere veksttemperaturer. ”
Forskerne var også overrasket over å finne at halofiler og metanogener beskyttet seg mot frise temperaturer. Noen arktiske bakterier viser lignende oppførsel.
"Disse organismer er svært tilpasningsdyktige, og ved lave temperaturer dannet de cellulære aggregater," forklarte DasSarma. “Dette var et slående resultat, noe som antyder at celler kan" henge sammen "når temperaturene blir for kalde til å vokse, noe som gir måter å overleve som befolkning på. Dette er den første påvisningen av dette fenomenet i ekstremofile arter i Antarktis ved kalde temperaturer. ”
Forskerne valgte disse ekstremofilene for laboratorieundersøkelsen fordi de potensielt er relevante for livet på kalde, tørre Mars. Halofile kan trives i salt vann under Mars overflate, som kan forbli flytende ved temperaturer godt under 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius). Metanogener kunne overleve på en planet uten oksygen, for eksempel Mars. Noen forskere har faktisk foreslått at metanogener produserte metan som ble oppdaget i Mars 'atmosfære.
"Dette funnet viser at strenge vitenskapelige studier på kjente ekstremofiler på jorden kan gi ledetråder for hvordan livet kan overleve andre steder i universet," sa DasSarma.
Forskerne planlegger neste å kartlegge den komplette genetiske blåkopien for hver ekstremofil. Ved å inventarere alle genene vil forskere kunne bestemme funksjonene til hvert gen, for eksempel å finne genene som beskytter en organisme mot kulde.
Mange ekstremofile er evolusjonære relikvier kalt Archaea, som kan ha vært blant de første husmannsfolkene på jorden for 3,5 milliarder år siden. Disse robuste ekstremofilene kan være i stand til å overleve mange steder i universet, inkludert noen av de omtrent 200 verdenene rundt stjerner utenfor solsystemet vårt som astronomer har funnet det siste tiåret. Disse planetene er i et bredt spekter av miljøer, fra såkalte "varme Jupiters", som går i bane rundt stjernene sine og hvor temperaturene overstiger 1 800 grader Fahrenheit (1000 grader Celsius), til gassgiganter i Jupiter-lignende baner, der temperaturene er rundt minus 238 grader Fahrenheit (minus 150 grader celsius).
Oppdagelsen av planeter med store temperaturforskjeller har forskere som lurer på hvilke miljøer som kan være gjestfrie for livet. En nøkkelfaktor for overlevelsen av en organisme er å bestemme de øvre og nedre temperaturgrenser som den kan leve.
Selv om martiske værforhold er ekstreme, deler planeten noen likheter med de mest ekstreme kalde regionene på jorden, for eksempel Antarktis. Nyere undersøkelser av antarktiske miljøer har lenge vært ansett som essensielt ufruktbare i livet, og har avdekket betydelig mikrobiell aktivitet. ”Archaea og bakterier som har tilpasset seg disse ekstreme forholdene er noen av de beste kandidatene for terrestriske analoger av potensielt utenomjordisk liv; Å forstå deres adaptive strategi, og dens begrensninger, vil gi dypere innsikt i grunnleggende begrensninger i utvalget av gjestfrie miljøer, ”sa DasSarma.
Teamets forskning ble støttet gjennom tilskudd fra Space Telescope Science Institute 's Director's Discretionary Research Fund, et National Science Foundation og det australske forskningsrådet.
Space Telescope Science Institute drives av NASA av Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., Washington.
Et av fem sentre som danner University of Maryland Biotechnology Institute (UMBI) Centre of Marine Biotechnology, som ligger i Baltimore indre havn, sysselsetter forskere som bruker verktøyene til moderne biologi og bioteknologi for å studere, beskytte og forbedre marine og estuarine ressurser.
Med forskningssentre i Baltimore, Rockville og College Park, er University of Maryland Biotechnology Institute den nyeste av 13 institusjoner som utgjør University System of Maryland. UMBI har 85 rangert rangeringer og et budsjett på 60 millioner dollar i 2006. UMBI ble ledet av mikrobiolog og tidligere bioteknologdirektør Dr. Jennie C. Hunter-Cevera, som feirer institusjonens 20. tjeneste for Maryland og verden. For mer informasjon besøk http://www.umbi.umd.edu.
Originalkilde: Hubble News Release
