Чтобы найти жизнь на Марсе, ученые должны держать свои глаза очищенными от макарон.
Любящие горячие источники микробы создают скальные образования, похожие на феттучини или капеллини, согласно новому исследованию, финансируемому НАСА, опубликованному онлайн 30 апреля в журнале Astrobiology. Такие пастообразные образования могут стать первыми ключами к жизни на других планетах, сказал автор исследования Брюс Фуке, геобиолог из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн.
«Если мы поедем на другую планету с ровером, нам бы хотелось увидеть живых микробов или мы бы хотели увидеть маленьких зеленых женщин и мужчин в космическом корабле», - сказал Фуке в интервью Live Science. «Но реальность такова, что мы будем искать жизнь, которая, вероятно, росла в горячем источнике, жизнь, которая окаменела».
Горячая паста
Чтобы исследовать, как может выглядеть эта внеземная жизнь, Фуке и его команда начали в Мамонтовых горячих источниках в Йеллоустонском национальном парке. В этом популярном туристическом месте из земли вытекает горячая геотермальная вода, богатая минералами. Минералы выпадают в осадок из воды, создавая поразительные образования из карбоната кальция, также известного как травертин.
Но эти образования не получают свою форму в вакууме, сказал Фуке. Они построены, частично, микробами. В новом исследовании исследователи сосредоточились на быстротекущей, особенно горячей воде в устье минеральных источников. Здесь температура воды колеблется от 149 до 162 градусов по Фаренгейту (от 65 до 72 градусов по Цельсию) и имеет низкий рН от 6,2 до 6,8, что означает, что она более кислая, чем основная.
Исследователи работали в тесной связи с Службой национальных парков, чтобы избежать повреждения горных пород, отбирая образцы нитчатых микробов, которые процветают в этих водах. Коврики выглядят как длинные слизистые макароны. Это адаптация, сказал Фуке. В спокойных водах микробы оседают в слизистых неуплотненных матах. Но в стремительной воде организмы должны держаться друг за друга, чтобы выжить. Каждая нить состоит из триллионов микробов, висящих друг на друге для дорогой жизни.
Исследователи изучили геномы и белковые продукты их микробных образцов. Они обнаружили, что 98% микробов, живущих в этих горячих, быстро движущихся водах, принадлежат к виду, называемому Sulfurihydrogenibium yellowstonenseили "Сульфури" для краткости.
Сульфури на краю
Фуке сказал, что Sulphuri находится в горячих источниках по всему миру и живет, разрушая серу и используя полученную энергию. Этот вид эволюционировал 2,5 миллиарда лет назад, когда атмосфера Земли почти не содержала кислорода. Это делает сульфури, вероятно, очень похожей на любую жизнь, которая могла существовать на древнем Марсе, сказал Майанди Сивагуру, биолог из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн и соавтор исследования.
Если бы что-то вроде серы существовало на другой планете, на нем остались бы отпечатки пальцев. В горячих источниках перемены постоянны, сказал Сивагуру в прямом эфире. Охлаждающие геотермальные воды постоянно откладывают минералы. Но исследователи обнаружили, что Sulphuri активно поддерживает это изменение. Белки на поверхности микробов способствуют росту кристаллов карбоната кальция. Таким образом, по словам Фуке, травертин, который образуется в присутствии сульфури на горячих источниках Мамонтов, растет в миллиард раз быстрее, чем травертин в других средах.
«Это завод по производству микробных ископаемых», - сказал он.
Исследователи утверждают, что Sulfuri выживает, растя немного быстрее, чем минералы, которые осаждаются вокруг него. Более того, он использует пастообразный камень, чтобы выжить. Филаменты микробов прикрепляются к гребням, образованным их окаменевшими соотечественниками, что превращает микробы в очень мелкую воду, которая содержит низкий уровень кислорода, необходимый микробам для выживания. (Они умирают без кислорода, сказал Фуке, но они также умирают при воздействии уровня кислорода в воздухе.)
Хотя любой внеземной микроб, живущий в горячих источниках в другом мире, был бы другим видом, нежели сульфури, у него, вероятно, был бы такой же образ жизни, сказал Фуке, - он должен был бы, учитывая ограниченное количество способов заставить жизнь работать в такой экстремальной среде , Таким образом, анализ белка и генетический анализ, выполненный командой, обеспечит эталон для сравнения с инопланетянами, если какой-нибудь будущий ровер подберет камень, похожий на пасту, на обширной планете.
«Это первое исследование, которое когда-либо проводило такого рода углубленный анализ окружающей среды, месторождений горных пород, а также омики», - сказал Фуке, имея в виду протеомику, транскриптомику и геномику, которые исследователи использовали для изучения генетики микробов. , производство белка и другие биологические процессы. «Это означает, что теперь, когда у нас впервые есть камень, похожий на феттучини, похожий на травертин, если этот камень собирается и анализируется на Марсе, у нас есть полный набор этих чрезвычайно передовых анализов для микробов».
Более подробная информация об исследовании доступна Фуке и его коллегам в цифровой книге «Искусство науки Йеллоустона - горячие источники Мамонта как окно во Вселенную».
