For å finne liv på Mars, skal forskere holde øynene skrellet for pasta.
Varme-vårelskende mikrober lager fjellformasjoner som ser ut som fettuccini eller capellini, ifølge en ny NASA-finansiert studie publisert online 30. april i tidsskriftet Astrobiology. Slike pastaformede formasjoner kan være de første ledetrådene til livet på andre planeter, sier studieforfatteren Bruce Fouke, en geobiolog ved University of Illinois i Urbana-Champaign.
"Hvis vi drar til en annen planet med en rover, vil vi gjerne se levende mikrober, eller vi vil gjerne se små grønne kvinner og menn i romfartøy," sa Fouke til Live Science. "Men virkeligheten er at vi kommer til å lete etter liv som sannsynligvis vokste i en varm kilde, liv som ble fossilisert."
Varm pasta
For å undersøke hvordan dette utenomjordiske livet kan se ut, startet Fouke og teamet hans på Mammoth Hot Springs i Yellowstone nasjonalpark. På dette populære turiststedet strømmer varmt geotermisk vann som er rikt på mineraler fra bakken. Mineralene faller ut av vannet og skaper slående formasjoner laget av kalsiumkarbonat, også kjent som travertin.
Men disse formasjonene får ikke formen i et vakuum, sa Fouke. De er delvis bygd av mikrober. I den nye studien fokuserte forskerne på det raskt rennende, spesielt varmt vann i spissen for mineralfjærene. Her varierer vannet i temperatur fra 149 grader til 162 grader Fahrenheit (65 til 72 grader celsius) og har en lav pH på 6,2 til 6,8, noe som betyr at det er surere enn basisk.
Forskerne jobbet i nøye samarbeid med National Parks Service for å unngå å skade fjellformasjonene, og tok prøver av filamentøse mikrobematter som trives i disse farvannene. Mattene ser ut som lange, slimete pastastrenger. Dette er en tilpasning, sa Fouke. I rolige farvann bosetter mikrober seg i slimete, ikke-konsoliderte matter. Men i rusende vann må organismer klamre seg til hverandre for å overleve. Hver tråd består av billioner mikrober som henger på hverandre i kjære liv.
Forskerne studerte genomene og proteinproduksjonen til mikrobeprøvene deres. De oppdaget at 98% av mikrober som lever i disse varme, raskt bevegelige farvannene tilhører en art som heter Sulfurihydrogenibium yellowstonense, eller "sulfuri" for kort.
Sulfuri på kanten
Sulfuri finnes i varme kilder rundt om i verden, sa Fouke, og lever av å bryte ned svovel og bruke den resulterende energien. Arten utviklet seg for 2,5 milliarder år siden, da jordas atmosfære knapt inneholdt oksygen. Det gjør at sulfuri sannsynligvis er veldig lik alle liv som kan ha eksistert på gamle Mars, sa Mayandi Sivaguru, biolog ved University of Illinois i Urbana-Champaign og medforfatter av studien.
Hvis noe som sulfuri fantes på en annen planet, ville det ha etterlatt fingeravtrykk. I varme kilder er endring en konstant, fortalte Sivaguru til Live Science. Avkjølende geotermiske farvann deponerer konstant mineraler. Men sulfuri, oppdaget forskerne, oppmuntrer aktivt denne endringen. Proteiner på mikrobernes overflater oppmuntrer til vekst av kalsiumkarbonatkrystaller. Dermed vokser travertinet som dannes i nærvær av sulfuri ved Mammoth Hot Springs en milliard ganger raskere enn travertin i andre miljøer, sa Fouke.
"Det er en øyeblikkelig mikrobiell fossilfabrikk," sa han.
Sulfuri overlever ved å vokse litt raskere enn mineralene som blir avsatt rundt det, sa forskerne. Dessuten bruker den pastaformet stein for å overleve. Filamenter av mikrober fester seg til ryggene som er dannet av deres fossiliserte landsmenn, noe som øker mikroberne til veldig grunt vann som inneholder de lave nivåene av oksygen mikroberne trenger for å overleve. (De dør uten oksygen, sa Fouke, men de dør også hvis de blir utsatt for oksygennivået i luften.)
Selv om enhver utenomjordisk mikrobe som bor i varme kilder i en annen verden, ville være en annen art enn sulfuri, ville den sannsynligvis ha en lignende livsstil, sa Fouke - den må, gitt det begrensede antall måter å få livet til å fungere i et så ekstremt miljø . Dermed ville protein- og genetiske analyser gjort av teamet gi et mål for en fremmed sammenligning, hvis noen fremtidige rover plukker opp en pastautseende stein på en fjerntliggende planet.
"Det er den første studien som noensinne har hatt en slik grundig analyse av miljøet, bergavsetningene og også omikkene," sa Fouke og refererte til proteomikken, transkriptomikken og genomikken som forskerne brukte for å fordype mikrobergenes genetikk. , proteinproduksjon og andre biologiske prosesser. "Det betyr nå, for første gang, når vi har en stein som er fettuccini-serende travertin. Hvis den berget er samlet og analysert på Mars, har vi full pakke med disse ekstremt banebrytende analysene for mikrober."
Mer informasjon om forskningen er tilgjengelig i den digitale boken "The Art of Yellowstone Science - Mammoth Hot Springs as a Window on the Universe," av Fouke og kolleger.
