Er der liv på Mars? Hvis den er der, er den sandsynligvis mikroskopisk og virkelig hård; i stand til at håndtere kolde temperaturer, lavt tryk og meget lidt vand. Disse mikrober udvider udvalget af levesteder, der muligvis understøtter liv i vores solsystem, og vil give forskere nye egenskaber, de skal kigge efter, når de udforsker den røde planet.
En klasse af især hårdføre mikrober, der lever i nogle af de hårdeste jordiske miljøer, kunne blomstre på kolde Mars og andre kølige planeter, ifølge et forskerteam af astronomer og mikrobiologer.
I en to-årig laboratorieundersøgelse opdagede forskerne, at nogle koldtilpassede mikroorganismer ikke kun overlevede, men reproducerede ved 30 grader Fahrenheit, lige under frysepunktet for vand. Mikroberne udviklede også en forsvarsmekanisme, der beskyttede dem mod kolde temperaturer. Forskerne er medlemmer af et unikt samarbejde mellem astronomer fra Space Telescope Science Institute og mikrobiologer fra University of Maryland Biotechnology Institute's Center for Marine Biotechnology i Baltimore, Md. Deres resultater vises på webstedet International Journal of Astrobiology.
”Den lave temperaturgrænse for livet er særlig vigtig, da både solsystemet og Mælkevejsgalaksen er kolde miljøer meget mere almindelige end varme miljøer,” sagde Neill Reid, en astronom ved Space Telescope Science Institute og leder af forskerteam. ”Vores resultater viser, at de laveste temperaturer, hvormed disse organismer kan trives, falder inden for temperaturområdet, der opleves på nutidens Mars, og kunne muliggøre overlevelse og vækst, især under Mars's overflade. Dette kunne udvide området for den beboelige zone, det område, hvor livet kunne eksistere, til koldere Mars-lignende planeter. ”
De fleste stjerner i vores galakse er køligere end vores sol. Zonen omkring disse stjerner, der er egnet til jordlignende temperaturer, ville være mindre og smalere end den såkaldte beboelige zone omkring vores sol. Derfor ville størstedelen af planeter sandsynligvis være koldere end Jorden.
I deres to-årige undersøgelse testede forskerne de koldeste temperaturgrænser for to typer éncelleorganismer: halofile og methanogener. De er blandt en gruppe mikrober, der kaldes kollektivt ekstremofile, såkaldte fordi de lever i varme kilder, sure felter, salte søer og polære iskapper under forhold, der ville dræbe mennesker, dyr og planter. Halofile blomstrer i salt vand, såsom Great Salt Lake, og har DNA-reparationssystemer for at beskytte dem mod ekstremt høje stråledoser. Methanogener er i stand til at vokse på enkle forbindelser som brint og kuldioxid til energi og kan omdanne affaldet til metan.
Halofilerne og methanogenerne, der blev anvendt i eksperimenterne, er fra søer i Antarktis. I laboratoriet viste halofilerne markant vækst til 30 grader Fahrenheit (minus 1 grad Celsius). Methanogenerne var aktive til 28 grader Fahrenheit (minus 2 grader Celsius).
”Vi har udvidet de nedre temperaturgrænser for disse arter med flere grader,” sagde Shiladitya DasSarma, en professor og leder af teamet ved Center of Marine Biotechnology, University of Maryland Biotechnology Institute. ”Vi havde en begrænset tid til at dyrke organismerne i kultur i størrelsesordenen måneder. Hvis vi kunne forlænge væksttiden, tror jeg, vi kunne sænke temperaturerne, hvor de kan overleve endnu mere. Saltvandskulturen, hvori de vokser i laboratoriet, kan forblive i flydende form til minus 18 grader Fahrenheit (minus 28 grader Celsius), så potentialet er der for betydeligt lavere væksttemperaturer. ”
Videnskabsmændene blev også overrasket over at finde ud af, at halofile og methanogener beskyttede sig mod friste temperaturer. Nogle arktiske bakterier viser lignende opførsel.
”Disse organismer er meget tilpasningsdygtige, og ved lave temperaturer dannede de cellulære aggregater,” forklarede DasSarma. ”Dette var et slående resultat, hvilket antyder, at celler kan” klæbe sig sammen ”, når temperaturerne bliver for kolde til vækst, hvilket giver måder at overleve som befolkning på. Dette er den første detektion af dette fænomen i ekstremofile arter i Antarktis ved kolde temperaturer. ”
Forskerne valgte disse ekstremofiler til laboratorieundersøgelsen, fordi de potentielt er relevante for livet på kolde, tørre Mars. Halofile kunne trives i salt vand under Mars 'overflade, som kan forblive flydende ved temperaturer langt under 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius). Methanogener kunne overleve på en planet uden ilt, såsom Mars. Faktisk har nogle forskere foreslået, at methanogener producerede den metan, der blev påvist i Mars's atmosfære.
"Denne konstatering viser, at strenge videnskabelige undersøgelser af kendte ekstremofiler på Jorden kan give ledetråde til, hvordan livet kan overleve andre steder i universet," sagde DasSarma.
Forskerne planlægger derefter at kortlægge den komplette genetiske plan for hver ekstremofil. Ved at foretage en liste over alle generne vil forskere være i stand til at bestemme funktionerne for hvert gen, såsom at fastlægge de gener, der beskytter en organisme mod kulde.
Mange ekstremofile er evolutionære relikvier kaldet Archaea, som måske har været blandt de første husholdere på Jorden for 3,5 milliarder år siden. Disse robuste ekstremofile kan muligvis overleve mange steder i universet, herunder nogle af de omkring 200 verdener omkring stjerner uden for vores solsystem, som astronomer har fundet i det sidste årti. Disse planeter er i en lang række miljøer, fra såkaldte "varme Jupiters", der kredser tæt på deres stjerner, og hvor temperaturer overstiger 1.800 grader Fahrenheit (1.000 grader Celsius), til gasgiganter i Jupiter-lignende baner, hvor temperaturerne er omkring minus 238 grader Fahrenheit (minus 150 grader Celsius).
Opdagelsen af planeter med enorme temperaturforskelle har forskere spekuleret på, hvilke miljøer der kan være gæstfri for livet. En nøglefaktor i en organisms overlevelse er at bestemme de øvre og nedre temperaturgrænser, hvorpå den kan leve.
Selvom Martiske vejrforhold er ekstreme, deler planeten nogle ligheder med de mest ekstreme kolde regioner på Jorden, såsom Antarktis. Længe betragtet som essentielt ufrugtbar i livet, har nylige undersøgelser af Antarktis-miljøer afsløret betydelig mikrobiel aktivitet. ”Archaea og bakterier, der har tilpasset sig disse ekstreme forhold, er nogle af de bedste kandidater til terrestriske analoger af potentielt udenjordisk liv; forståelse af deres adaptive strategi og dens begrænsninger, vil give dybere indsigt i grundlæggende begrænsninger for udvalget af gæstfri miljøer, ”sagde DasSarma.
Holdets forskning blev støttet gennem tilskud fra Space Telescope Science Institute's direktørs diskretionære forskningsfond, et National Science Foundation og det australske forskningsråd.
Space Telescope Science Institute drives af NASA af Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., Washington.
Et af fem centre, der udgør University of Maryland Biotechnology Institute (UMBI) Center for Marine Biotechnology, beliggende i Baltimores indre havn, beskæftiger forskere, der anvender værktøjerne i moderne biologi og bioteknologi til at studere, beskytte og forbedre marine og estuarine ressourcer.
Med forskningscentre i Baltimore, Rockville og College Park er University of Maryland Biotechnology Institute det nyeste af 13 institutioner, der udgør University System of Maryland. UMBI har 85 stige-rangerede fakulteter og et 2006-budget på $ 60 millioner. UMBI, der fejrer institutionens 20. tjeneste i Maryland og verden, ledes af mikrobiolog og tidligere bioteknologisk direktør Dr. Jennie C. Hunter-Cevera. For mere information, se http://www.umbi.umd.edu.
Originalkilde: Hubble News Release
