Сегодня существует множество свидетельств того, что в течение ноахского периода (около 4,1–3,7 млрд лет назад) на поверхности Марса могли существовать микроорганизмы. Они включают в себя свидетельства прошлых потоков воды, рек и русел озер, а также атмосферные модели, которые указывают, что когда-то на Марсе была более плотная атмосфера. Все это приводит к тому, что Марс когда-то был теплее и влажнее, чем сегодня.
Однако на сегодняшний день не найдено никаких доказательств того, что жизнь когда-либо существовала на Марсе. В результате ученые пытаются определить, как и где они должны искать признаки прошлой жизни. Согласно новому исследованию группы европейских исследователей, экстремальные формы жизни, способные метаболизировать металлы, могли существовать на Марсе в прошлом. «Отпечатки пальцев» их существования можно найти, посмотрев на образцы красных песков Марса.
Ради их исследования, которое недавно появилось в научном журнале Границы микробиологииКоманда создала «Ферму Марса», чтобы увидеть, как форма экстремальных бактерий может развиваться в древней марсианской среде. Эта среда характеризовалась сравнительно тонкой атмосферой, состоящей в основном из углекислого газа, а также моделируемых образцов марсианского реголита.
Затем они представили штамм бактерий, известный как Металлофаера седула, который процветает в горячих, кислых средах. Фактически, оптимальные условия для бактерий - это те, где температура достигает 347,1 К (74 ° С; 165 ° F), а уровень рН 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.
Эти пятна бактерий были затем добавлены к образцам реголита, которые были разработаны для имитации условий в разных местах и исторических периодах на Марсе. Сначала был образец MRS07 / 22, который состоял из высокопористых пород, богатых силикатами и соединениями железа. Этот образец моделировал виды отложений, найденных на поверхности Марса.
Затем был P-MRS, образец, который богат гидратированными минералами, и образец S-MRS, богатый сульфатами, который имитирует марсианский реголит, который был создан 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 может оставить биосигнатуры, которые можно найти сегодня.
Как Татьяна Милоевич, сотрудник Элиз Рихтер из группы экстремофилов в Венском университете и соавтор статьи, объяснила в пресс-релизе Венского университета:
«Мы смогли показать, что благодаря своей метаболической окислительной активности металлов, когда им предоставляется доступ к этим марсианским имитаторам реголита, M. sedula активно колонизирует их, выделяет растворимые ионы металлов в раствор для выщелачивания и изменяет их минеральную поверхность, оставляя после себя специфические признаки жизнь, так сказать, «отпечаток пальца».
Затем группа исследовала образцы реголита, чтобы выяснить, подвергались ли они какой-либо биологической обработке, что стало возможным благодаря помощи Вероники Сомосы - химика из факультета физиологической химии Венского университета и соавтора исследования. Используя электронный микроскоп в сочетании с методом аналитической спектроскопии, команда пыталась определить, были ли металлы с образцами израсходованы.
В конце концов, наборы микробиологических и минералогических данных, которые они получили, показали признаки свободных растворимых металлов, что указывало на то, что бактерии эффективно колонизировали образцы реголита и метаболизировали некоторые из металлических минералов внутри. Как указал Милоевич:
«Полученные результаты расширяют наши знания о биогеохимических процессах возможной жизни за пределами Земли и дают конкретные показания для обнаружения биосигнатур на внеземном материале - шаг вперед, чтобы доказать потенциальную внеземную жизнь».
Фактически это означает, что экстремальные бактерии могли существовать на Марсе миллиарды лет назад. И благодаря состоянию Марса сегодня - с его тонкой 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 предстоящими миссиями по возврату образцов, такими как Марс 2020 ровер.
В дополнение к указанию пути к возможным признакам прошлой жизни на Марсе, это исследование также важно для охоты на жизнь на других планетах и звездных системах. В будущем, когда мы сможем непосредственно изучать внезолнечные планеты, ученые, вероятно, будут искать признаки биоминералов. Среди прочего, эти «отпечатки пальцев» были бы мощным индикатором существования внеземной жизни (прошлой или настоящей).
Исследования экстремальных форм жизни и роли, которую они играют в геологической истории Марса и других планет, также помогают нам лучше понять, как возникла жизнь в ранней Солнечной системе. На Земле также экстремальные бактерии играли важную роль в превращении исконной Земли в обитаемую среду и играют важную роль в геологических процессах сегодня.
Наконец, что не менее важно, исследования такого рода также могут проложить путь к биоминированию, технике, при которой штаммы бактерий извлекают металлы из руд. Такой процесс может быть использован для освоения космоса и освоения ресурсов, когда колонии бактерий направляются на добычу астероидов, метеоров и других небесных тел.
