Billedkredit: NASA / JPL
Under tirsdagens NASA-missions briefing om fremskridt med rover ved Meridiani Planum, Mars Exploration Rover (MER) hovedinspektør, introducerede Steve Squyres ikke bare overraskende nyt vandbevis, men endnu et nyt stykke til det større astrobiologiske puslespil: vand og svovl. "Med denne mængde sulfat [op til fyrre procent svovlsalte nogle steder i nærheden af muligheden for landingssted], skal du slags have vand involveret."
Men vand er bare det første puslespil i ethvert fremtidig biologisk billede for den røde planet, ifølge mission forskere. Denne følelse blev understreget ved kun at betragte et par af de puslespil, der stadig mangler. Tid for eksempel er et element, der endnu ikke skal overvejes. ”Vi ved, at de væsentlige vigtige og mindre biogene elementer findes på Mars,” skrev Rocco Mancinelli, en videnskabsmand fra SETI Institute, ”Den primære faktor for at bestemme, om der kunne være opstået liv på Mars, ligger i at bestemme, om der var tilstrækkeligt flydende vand på dens overflade tid. Vandets historie ligger inden for klippernes mineralogi. ”
Brugbarhed og energi
Men nu, hvor nogle lokale dele af Mars viser mineralogisk løfte om netop sådan vand i det mindste midlertidigt 'gennemvædet' i deres geologiske oversigt, hvilke andre nøgleingredienser kan der være behov for næste gang, især for at have støttet en overbevisende sag om ældgamle beboelsesmuligheder? Det hårde spørgsmål beder om en sammenligning med hvad mikrobiologer kender til livet på Jorden, så man må begynde med et enklere eksperiment: Hvordan ville en hårdfør jordmikro overleve i dag på Mars?
Ikke særlig godt, ifølge de fleste mikrobiologer. De sammensatte problemer med lave temperaturer, lavt tryk og knap energi er mangfoldige på dagens Mars, selv når 'i dag' tages med i de sidste titusinder af år i Mars 'meteorologiske historie.
Sammenlignet med jordens gennemsnitstemperatur på 15 C (59 F) har Mars globalt en gennemsnitstemperatur på -53 C (-63,4 F). Mens forbigående temperaturer lejlighedsvis stiger over vandets frysepunkt i de ækvatorregioner omkring begge landingssteder, har de fleste biologiske scenarier brug for et forstærket skud af grundlæggende varme. En beboelig sag for den røde planet udgør normalt en længe mistet Mars - en, der var både vådere og varmere end hvad der måske synes fjendtligt over for selv de hårdeste livsformer, der er kendt i dag.
Den næste generation af bedre mikrober, Desulfotomaculum
Men når en vandkilde er identificeret, er det måske det største øjeblikkelige problem på Mars den meget tynde og uforbrændbare atmosfære, en der kun er en procent af Jordens havstandstryk. Hvis den udsættes på overfladen, ville en mikrobe på Mars i dag hurtigt designe og fryse. Det vil sige, medmindre det kunne trække af en slags dvaletilstand, når miljøet blev ekstremt til dets foretrukne biologi. En lovende mikrobiel kandidat må udvikle nogle midler til at sporulere, da det ville vise sig at være et stort plus at dvale i lange perioder, når Marsvejret blev uundværligt.
Videnskabsfolk, der er fascineret af gamle - og indtil videre, lokale - vandbeviser, der er afsløret i nærheden af muligheden, har stillet det spekulative spørgsmål: ville sporedannende, sulfatreducerende bakterier tilbyde en ny modelorganisme til den næste generation af Mars 'mikrobejægere?
Ifølge en veteranmedlem fra Viking og MER, teamet af videnskabsteamet, Benton Clark, har en sådan kandidat været en førende udfordrer til at forvitre de hårde martiske forhold, der ellers kunne medføre fat på en mikrobe. Clark, fra Lockheed Martin i Denver, sagde "Jeg har altid haft en yndlingsorganisme, Desulfotomaculum, som er en organisme, der kan leve af sulfat, som vi finder i disse klipper."
Siden spore-først blev opdaget og klassificeret siden 1965, har dens biologi tilbudt nogle af de bedste ekstremer for mikrobiel overlevelsesevne. At leve uden sollys, mens der dannes sporer, når vejret bliver koldt eller tørt, kan gøre denne hårdføre organisme til en model at overveje blandt fremtidige planetariske forskere.
Primitiv uafhængighed af solenergi
Løst betyder navnet Desulfotomaculum en 'pølse', der reducerer svovlforbindelser. Det er en stavformet organisme; latin, -tomaculum, betyder 'pølse'. Desulfotomaculum er en anaerobe, hvilket betyder, at den ikke kræver ilt. Terrestrisk findes det i jord, vand og geotermiske regioner og i tarmene fra insekter og dyrevygter. Dets livscyklus afhænger af at reducere svovlforbindelser som magnesiumsulfat (eller epsom-salte) til hydrogensulfid.
De svovlmetaboliserende mikrober bruger en meget primitiv form for energiproduktion: Deres kemiske virkning er lige så vigtig som deres øjeblikkelige habitat. Fra det, vi ved om forholdene på den tidlige jord, var det sandsynligvis varmt, og der var meget ultraviolet (UV). Det var en reducerende atmosfære, så ting som hydrogensulfid som en uorganisk energikilde er sandsynligvis det, der var tilgængeligt at bruge. På jorden vokser nogle Desulfotomaculum-arter optimalt ved 30-37 C, men kan vokse ved andre temperaturer, afhængigt af hvilken af de næsten 20 arter af Desulfotomaculum, der dyrkes.
På den friste, tørre planet så langt fra Solen, ville alt, hvad der metaboliseres med succes, også drage fordel af nogle nye nye veje end fotosyntesen til at producere energi. Selvom visse former for strålingsfare på Mars kan være forrædende, er manglen på UV-sollys i sig selv et øjeblikkeligt problem. Hvilken art og intensitet af sollys kan være mest nyttigt til almindeligt grønt eller klorofylrig liv på Jorden? Eller hvornår kan en mikrobe kun trives med hjælpsom skygge fra jorddækning eller et mørkt stenet overhæng. At gøre uden direkte sollys kan være en Martian norm.
”[Desulfotomaculum] har brug for noget brint til at gå med det, men [svovl] er dens energikilde. Det kan fungere uafhængigt af solen, ”sagde Clark. ”Årsagen til at jeg kan godt lide den sidstnævnte organisme er fordi den også kan danne sporer, så den kan dvale i løbet af disse midlertidige tider på Mars mellem de varmere trylleformularer og forskellene i [sol] forskydning, som vi kender til.”
”Så ud over fysisk bevis på fossiler,” sagde Clark, ”kan du have kemisk bevis. Det viser sig, at svovl er en af de sporstoffer, der fungerer godt ved isotopfraktionering. Når levende organismer behandler svovl, har de en tendens til at fraktionere isotoper forskelligt fra geologiske eller mineralogiske måder ... Så der er organismer og isotopiske måder at se efter det på. For at lave den isotopanalyse vil du sandsynligvis have prøverne tilbage på Jorden. ”
Bevare livet
MIT geolog, John Grotzinger, tog det udfordrende spørgsmål om, hvordan en fremtidig missionsplanlægger måske begynder at formulere en overordnet biologisk strategi. Kan en fremtidig Mars-mission se, efter at have landet i nærheden af denne form for udbrud på mulighedsstedet, efter bevis for fossilt liv? ”Svaret på dette spørgsmål er meget enkelt. På Jorden, som er den eneste oplevelse, vi har, er det meget sjældent at finde fossiler bevaret i gamle klipper. Du skal gøre alt, hvad du kan for at optimere situationen for at bevare dem. ”
Fra begyndelsen af Opportunity-missionen fortalte Andrew Knoll, en Harvard-paleontolog og medlem af MER-videnskabsteamet til Astrobiology Magazine, at ”Det egentlige spørgsmål, som man ønsker at huske, når man tænker på Meridiani, er: Hvad, hvis nogen, underskrifter af at biologi faktisk konserveres i diagenetisk stabile klipper? ..Hvis vand er til stede på Marsoverfladen i 100 år hvert 10. million år, er det ikke meget interessant for biologi. Hvis den er til stede i 10 millioner år, er det meget interessant. ”
”Du bekymrer dig først om konservering,” understregede Grotzinger. ”Du målretter din strategi for at optimere konserveringen. Hvis der var noget der, kan disse [forhold være] ideelle til tidskapsler ... men det er noget af en udfordring. ... Vi vil tilskynde til forsigtighed ved at fortolke disse resultater på dette tidspunkt. ”
”Hold dig opdateret,” konkluderede Squyres.
Original kilde: NASA / Astrobiology Magazine
