For at finde liv på Mars skal forskere holde deres øjne skrælede efter pasta.
Hot-spring-elskende mikrober skaber klippeformationer, der ligner fettuccini eller capellini, ifølge en ny NASA-finansieret undersøgelse, der blev offentliggjort online 30. april i tidsskriftet Astrobiology. Sådanne pastaformede formationer kunne være de første ledetråder til livet på andre planeter, sagde studieforfatter Bruce Fouke, en geobiolog ved University of Illinois i Urbana-Champaign.
"Hvis vi rejser til en anden planet med en rover, ville vi elske at se levende mikrober, eller vi ville meget gerne se små grønne kvinder og mænd i rumfartøjer," fortalte Fouke til Live Science. "Men virkeligheden er, at vi skal lede efter liv, der sandsynligvis voksede i en varm kilde, liv, der blev fossiliseret."
Varm pasta
For at undersøge, hvordan dette udenjordiske liv kunne se ud, startede Fouke og hans team i Mammoth Hot Springs i Yellowstone National Park. På dette populære turiststed strømmer varmt geotermisk vand rig på mineraler ned fra jorden. Mineralerne udfælder ud af vandet og skaber slående formationer lavet af calciumcarbonat, også kendt som travertin.
Men disse formationer får ikke deres form i et vakuum, sagde Fouke. De er delvis bygget af mikrober. I den nye undersøgelse fokuserede forskerne på det hurtigtstrømmende, især varmt vand i spidsen af mineralfjedrene. Her varierer vandet i temperatur fra 149 grader til 162 grader Fahrenheit (65 til 72 grader Celsius) og har en lav pH-værdi på 6,2 til 6,8, hvilket betyder, at det er mere surt end basisk.
Forskerne arbejdede i omhyggeligt samarbejde med National Parks Service for at undgå at beskadige klippeformationerne ved at tage prøver af filamentøse mikrobemåtter, der trives i disse farvande. Måtterne ligner lange, slim-pastapræder. Dette er en tilpasning, sagde Fouke. I rolige farver bosætter mikrober sig i slimede, ikke-konsoliderede måtter. Men i farende vand skal organismerne klamre sig til hinanden for at overleve. Hver tråd består af billioner af mikrober, der hænger fast på hinanden i det kære liv.
Forskerne studerede genomer og proteinproduktion af deres mikrobeprøver. De opdagede, at 98% af mikroberne, der lever i disse varme, hurtigt bevægende vand, hører til en kaldet art Sulfurihydrogenibium yellowstonenseeller "sulfuri" kort.
Sulfuri på kanten
Sulfuri findes i varme kilder rundt om i verden, sagde Fouke, og lever ved at nedbryde svovl og bruge den resulterende energi. Arten udviklede sig for 2,5 milliarder år siden, da Jordens atmosfære næsten ikke indeholdt ilt. Det gør sulfuri sandsynligvis meget ligner ethvert liv, der kunne have eksisteret på det gamle Mars, sagde Mayandi Sivaguru, en biolog ved University of Illinois i Urbana-Champaign og en medforfatter til undersøgelsen.
Hvis der fandtes noget som sulfuri på en anden planet, ville det have efterladt fingeraftryk. I varme kilder er forandring en konstant, fortalte Sivaguru til Live Science. Afkøling af geotermisk farvand deponerer konstant mineraler. Men sulfuri, opdagede forskerne, opmuntrer aktivt denne ændring. Proteiner på mikrobernes overflader tilskynder til vækst af calcium-carbonatkrystaller. Således vokser travertinet, der dannes i nærvær af sulfuri ved Mammoth Hot Springs, en milliard gange hurtigere end travertin i andre miljøer, sagde Fouke.
”Det er en øjeblikkelig mikrobiel fossilfabrik,” sagde han.
Sulfuri overlever ved at vokse bare lidt hurtigere end de mineraler, der bliver afsat omkring det, sagde forskerne. Desuden bruger den den pastaformede klippe til at overleve. Filamenter af mikrober hænger fast på rygterne dannet af deres fossiliserede landsmænd, hvilket øger mikroberne i meget lavt vand, der indeholder de lave niveauer af ilt, som mikroberne har brug for for at overleve. (De dør uden ilt, sagde Fouke, men de dør også, hvis de udsættes for niveauet af ilt i luften.)
Selvom enhver udenjordisk mikrobe, der bor i varme kilder i en anden verden, ville være en anden art end sulfuri, ville den sandsynligvis have en lignende livsstil, sagde Fouke - det ville være nødvendigt, i betragtning af det begrænsede antal måder at få livet til at arbejde i et så ekstremt miljø . Således ville protein- og genetiske analyser, der er udført af teamet, give et benchmark for en fremmed sammenligning, hvis nogle fremtidige rover henter en pasta-udseende klippe på en fjerntliggende planet.
"Det er den første undersøgelse, der nogensinde har haft denne form for en dybdegående analyse af miljøet, klippeaflejringerne og også omics," sagde Fouke og henviste til proteomikken, transkriptomikken og genomikken, som forskerne brugte til at uddybe mikrobernes genetik , proteinproduktion og andre biologiske processer. "Det betyder nu, for første gang, når vi har en klippe, der er fettuccini-udseende travertin, hvis denne klippe indsamles og analyseres på Mars, har vi den fulde pakke af disse ekstremt banebrydende analyser til mikroberne."
Mere information om forskningen findes i den digitale bog "The Art of Yellowstone Science - Mammoth Hot Springs as a Window on the Universe", af Fouke og kolleger.
