Бактерии, поедающие металлы, могли оставить свои «отпечатки пальцев» на Марсе, что доказывает, что когда-то там была жизнь
Сегодня существует множество свидетельств, указывающих на то, что в период Ноя (примерно от 4,1 до 3,7 миллиарда лет назад) на поверхности Марса могли существовать микроорганизмы. К ним относятся свидетельства прошлых водотоков, рек и озер, а также атмосферные модели, указывающие на то, что когда-то на Марсе была более плотная атмосфера. Все это сводится к тому, что Марс когда-то был более теплым и влажным местом, чем сегодня.
Однако на сегодняшний день не найдено никаких доказательств существования жизни на Марсе. В результате ученые пытаются определить, как и где им следует искать признаки прошлой жизни. Согласно новое исследование По мнению группы европейских исследователей, в прошлом на Марсе могли существовать экстремальные формы жизни, способные метаболизировать металлы. «Отпечатки пальцев» их существования можно было найти, посмотрев на образцы красных песков Марса.
Ради их исследования, недавно появившегося в научном журнале Границы микробиологии , команда создала «Марсианскую ферму», чтобы увидеть, как одна из разновидностей экстремальных бактерий может жить в древней марсианской среде. Эта среда характеризовалась сравнительно тонкой атмосферой, состоящей в основном из углекислого газа, а также смоделированными образцами марсианского реголита.
Metallosphaera sedula выращена на синтетическом марсианском реголите. Микробы специфически окрашиваются методом флуоресцентной гибридизации in situ (FISH). Предоставлено: Татьяна Милоевич.
Затем они представили штамм бактерий, известный какПыльца металлоосферыкоторый хорошо себя чувствует в жарких и кислых средах. Фактически, оптимальные условия для бактерий - это те, при которых температура достигает 347,1 К (74 ° C; 165 ° F), а уровень pH составляет 2,0 (между лимонным соком и уксусом). Такие бактерии классифицируются как хемолитотрофы, что означает, что они способны метаболизировать неорганические металлы, такие как железо, сера и даже уран.
Затем эти пятна бактерий были добавлены к образцам реголита, которые были созданы для имитации условий в разных местах и в разные исторические периоды на Марсе. Во-первых, это образец MRS07 / 22, который состоял из высокопористой породы, богатой силикатами и соединениями железа. Этот образец имитировал виды отложений, обнаруженных на поверхности Марса.
Затем был P-MRS, образец, богатый гидратированными минералами, и образец S-MRS, богатый сульфатами, который имитирует марсианский реголит, созданный в кислых условиях. Наконец, был образец АО 1А, который в основном состоял из вулканической породы, известной как палагонит. С этими образцами команда смогла точно увидеть, как присутствие экстремальных бактерий оставит биосигнатуры, которые можно найти сегодня.
Как пояснила в одном из университетов Вены Татьяна Милоевич, научный сотрудник группы Элиз Рихтер из группы экстремофилов Венского университета и соавтор статьи. пресс-релиз :
«Мы смогли показать, что из-за его метаболической активности окисления металлов, когда им был предоставлен доступ к этим имитаторам марсианского реголита, M. sedula активно колонизирует их, высвобождает растворимые ионы металлов в раствор фильтрата и изменяет их минеральную поверхность, оставляя после себя специфические признаки жизнь, так сказать «отпечаток пальца» ».
Микросфероиды, содержащие в основном алюминий и хлор, зарастают минеральную поверхность синтетического марсианского реголита. Эти микросфероиды можно наблюдать только после выращивания Metallosphaera sedula. Фото: Татьяна Милоевич.
Затем команда исследовала образцы реголита, чтобы узнать, подвергались ли они какой-либо биопроцессорной обработке, что стало возможным благодаря помощи Вероники Сомосы, химика из отделения физиологической химии Венского университета и соавтора исследования. Используя электронный микроскоп в сочетании с техникой аналитической спектроскопии, команда попыталась определить, были ли израсходованы металлы с образцами.
В конце концов, наборы микробиологических и минералогических данных, которые они получили, показали признаки наличия свободных растворимых металлов, что указывало на то, что бактерии эффективно колонизировали образцы реголита и метаболизировали некоторые металлические минералы внутри. Как Милоевич указал :
«Полученные результаты расширяют наши знания о биогеохимических процессах возможной жизни за пределами Земли и предоставляют конкретные указания для обнаружения биосигнатур на внеземном материале - шаг вперед, чтобы доказать наличие внеземной жизни».
Фактически это означает, что на Марсе миллиарды лет назад могли существовать экстремальные бактерии. И благодаря нынешнему состоянию Марса - с его разреженной атмосферой и отсутствием осадков - оставленные ими биосигнатуры (то есть следы свободных растворимых металлов) могут быть сохранены в марсианском реголите. Таким образом, эти биосигнатуры могут быть обнаружены в ходе предстоящих миссий по возврату образцов, таких как Март 2020 г. вездеход.
Биотрансформированный синтетический марсианский реголит после выращивания Metallosphaera sedula. Предоставлено: Татьяна Милоевич.
Это исследование не только указывает путь к возможным признакам прошлой жизни на Марсе, но и важно для охоты за жизнью на других планетах и звездных системах. В будущем, когда мы сможем напрямую изучать внесолнечные планеты, ученые, вероятно, будут искать признаки биоминералов. Среди прочего, эти «отпечатки пальцев» могли бы стать мощным индикатором существования внеземной жизни (прошлой или настоящей).
Изучение экстремальных форм жизни и роли, которую они играют в геологической истории Марса и других планет, также помогает нам лучше понять, как возникла жизнь в ранней Солнечной системе. На Земле также чрезвычайно опасные бактерии сыграли важную роль в превращении исконной Земли в пригодную для жизни среду, и сегодня они играют важную роль в геологических процессах.
И последнее, но не менее важное: исследования подобного рода могут также проложить путь к биодобыче - методу, при котором штаммы бактерий извлекают металлы из руд. Такой процесс может быть использован для исследования космоса и освоения ресурсов, когда колонии бактерий отправляются на добычу астероидов, метеоров и других небесных тел.
Дальнейшее чтение: Венский университет , Границы микробиологии
