Van-e élet a Marson? Ha ott van, akkor valószínűleg mikroszkopikus és nagyon kemény; képes kezelni a hideg hőmérsékleteket, alacsony nyomást és nagyon kevés vizet. Ezek a mikrobák kibővítik az élőhelyek körét, amelyek támogathatják az életünket Naprendszerünkben, és új tulajdonságokat biztosítanak a tudósoknak a Vörös Bolygó feltárásakor.
A csillagászok és a mikrobiológusok kutatócsoportja szerint a legkeményebb földi környezetben élő, különösen kemény mikrobák egy csoportja virágzhat a hideg Marson és más hideg bolygókon.
Egy kétéves laboratóriumi vizsgálatban a kutatók felfedezték, hogy néhány hidegen alkalmazkodó mikroorganizmus nemcsak túlélte, hanem szaporodik 30 Fahrenheit fokon, közvetlenül a víz fagypontja alatt. A mikrobák kifejlesztettek egy védekező mechanizmust is, amely megvédi őket a hideg hőmérséklettől. A kutatók az Űrtávcső Tudományos Intézet csillagászai és a Marylandi Egyetem Biotechnológiai Intézet Tengerbiológiai Technológiai Központjának (Baltimore, Md.) Mikrobiológusai egyedülálló együttműködésének tagjai. Eredményeik a Nemzetközi Journal of Astrobiology webhelyen jelennek meg.
"Az élet alacsony hőmérsékleti határértéke különösen fontos, mivel mind a Naprendszerben, mind a Tejút-galaxisban a hideg környezet sokkal gyakoribb, mint a forró." - mondta Neill Reid, az Űrtávcső tudományos intézetének csillagászja és a kutatócsoport. "Eredményeink azt mutatják, hogy a legalacsonyabb hőmérsékletek, amelyek mellett ezek az organizmusok fejlődhetnek, a mai Marson tapasztalt hőmérsékleti tartományba esnek, és lehetővé teszik a túlélést és a növekedést, különösen a Mars felszíne alatt. Ez kibővítheti a lakható zóna, a terület, ahol az élet létezhet, hidegebb Mars-típusú bolygókat.
A galaxisunkban a legtöbb csillag hűvösebb, mint a Nap. A csillagok körüli, a Föld-szerű hőmérséklethez megfelelő zóna kisebb és keskenyebb lenne, mint a Nap körül az úgynevezett lakható zóna. Ezért a bolygók többsége valószínűleg hidegebb lenne, mint a Föld.
Kétéves tanulmányukban a tudósok megvizsgálták a leghidegebb hőmérsékleti határértékeket az egysejtű organizmusok két típusa esetében: a halogéneket és a metanogéneket. A mikroorganizmusok csoportjába tartoznak, amelyeket együttesen extremofileknek neveznek, az úgynevezett okok miatt forró forrásokban, savas mezőkben, sós tavakban és sarki jégsapkákban élnek olyan körülmények között, amelyek embereket, állatokat és növényeket ölnének meg. A halofilek sós vízben virágoznak, például a Nagy Sós-tóban, és DNS-javító rendszerrel rendelkeznek, hogy megvédjék őket a rendkívül magas sugárzási dózisoktól. A metanogének képesek olyan egyszerű vegyületeken szaporodni, mint például hidrogén és szén-dioxid energiává, és hulladékaikat metángá alakíthatják.
A kísérletekben alkalmazott halogén-fiilek és metanogének az Antarktiszi tavakból származnak. A laboratóriumban a halofilek szignifikáns növekedést mutattak, 30 Fahrenheit-fokig (mínusz 1 Celsius fok). A metanogének 28 Fahrenheit-fokig (mínusz 2 Celsius fok) aktívak voltak.
"Több fajjal meghosszabbítottuk ezen fajok alsó hőmérsékleti határértékeit" - mondta Shiladitya DasSarma, a professzor és a csoport vezetője a Marylandi Egyetem Tengeri Biotechnológiai Központjának Biotechnológiai Intézetében. „Korlátozott ideig volt időnk az organizmusok kultúrában történő termesztésére, hónapok sorrendjében. Ha meghosszabbíthatnánk a növekedési időt, azt hiszem, enyhíthetnénk azokat a hőmérsékleteket, amelyeken még tovább tudják élni. A sós konyha, amelyben a laboratóriumban növekszik, folyékony formában maradhat mínusz 18 fok (mínusz 28 Celsius fok) hőmérsékleten, tehát lényegesen alacsonyabb növekedési hőmérsékletek rejlenek. ”
A tudósok azt is meglepte, hogy a halogénfilterek és a metanogének megóvják magukat a hideg hőmérséklettől. Egyes sarkvidéki baktériumok hasonló viselkedést mutatnak.
"Ezek az organizmusok rendkívül alkalmazkodóképességűek, és alacsony hőmérsékleten celluláris aggregátumokat képeznek" - magyarázta DasSarma. „Ez egy feltűnő eredmény, amely arra utal, hogy a sejtek„ összetapadhatnak ”, amikor a hőmérséklet túl hideg lesz a növekedéshez, és így a populáció túlélési lehetőségeit kínálja. Ez az első észlelés ennek a jelenségnek az extrémofilok antarktiszi fajainál, hideg hőmérsékleten. ”
A tudósok ezeket az extremopileket választották a laboratóriumi vizsgálathoz, mivel potenciálisan relevánsak a hideg, száraz Marson. A halofilek sós vízben virágzhatnak a Mars felszíne alatt, amely folyékony maradhat 32 Fahrenheit (0 Celsius fok) alatti hőmérsékleten. A metanogének túlélhetnek egy bolygón oxigén nélkül, például a Marson. Valójában néhány tudós azt javasolta, hogy a metanogének előállítsák a Mars légkörében kimutatott metánt.
"Ez a megállapítás azt mutatja, hogy a Földön ismert extrémofilekről szóló szigorú tudományos kutatások utalást adhatnak arra, hogy az élet hogyan maradhat fenn az univerzum más részein" - mondta DasSarma.
A kutatók ezt követően tervezik az egyes extremofilek teljes genetikai tervének feltérképezését. Az összes gén leltárával a tudósok meg tudják határozni az egyes gének funkcióit, például meghatározzák azokat a géneket, amelyek megvédik a szervezetet a hidegtől.
Számos extrémofil az Archaea nevű evolúciós emlékek, amelyek valószínűleg a Földön az első házigazdák voltak 3,5 milliárd évvel ezelőtt. Ezek a robusztus extremofilek az univerzum sok részén képesek túlélni, ideértve a Naprendszerünkön kívüli csillagok körül körülbelül 200 világát, amelyeket az csillagászok találtak az elmúlt évtizedben. Ezek a bolygók számosféle környezetben vannak, kezdve az úgynevezett „forró Jupiter-ekkel”, amelyek a csillagok közelében keringnek és ahol a hőmérséklet meghaladja az 1800 Fahrenheit fokot (1000 Celsius fok), a Jupiter-szerű pályákon lévő óriásokig, ahol a hőmérséklet körülbelül mínusz 238 fok (mínusz 150 Celsius fok).
A hatalmas hőmérsékleti különbségekkel bolygók felfedezése során a tudósok azon tűnődtek, vajon milyen környezetben lehet vendégszerető az életben. A szervezet túlélésének kulcsfontosságú tényezője a felső és alsó hőmérsékleti határok meghatározása, amelyeken a szervezet élhet.
Noha a marsi időjárási körülmények szélsőségesek, a bolygónak van némi hasonlósága a Föld legszélsőségesebb hideg régióival, például Antarktiszkal. Az antarktiszi környezetek közelmúltbeli kutatásait, amelyeket régóta lényegében élettelennek tekintnek, jelentős mikrobiális aktivitást tárt fel. „Az Archaea és a baktériumok, amelyek alkalmazkodtak ezekhez a szélsőséges körülményekhez, a lehető legtöbb földi földi analóg földi analógja; az adaptív stratégia és annak korlátainak megértése mélyebb betekintést nyújt a vendégszeretetteljes környezet sokféle alapvető korlátozásához ”- mondta DasSarma.
A csoport kutatását az Űrtávcső Tudományos Intézet igazgatójának diszkrecionális kutatási alapja, a Nemzeti Tudományos Alapítvány és az Ausztrál Kutatási Tanács támogatásával támogatták.
Az Űrtávcső Tudományos Intézetet a NASA számára a Washingtonban, az Asztronomia, Inc. Kutatási Egyetemek Szövetsége üzemelteti.
A Baltimore Belvízi kikötőjében található, a Marylandi Egyetem Biotechnológiai Intézetét (UMBI), a Tengeri Biotechnológiai Központot alkotó öt központ egy olyan kutatót foglalkoztat, akik a modern biológia és biotechnológia eszközeit alkalmazzák a tengeri és torkolati erőforrások tanulmányozására, védelmére és fejlesztésére.
A Baltimore-ban, a Rockville-ben és a College Parkban működő kutatóközpontokkal a Marylandi Egyetemi Biotechnológiai Intézet a legújabb 13 intézményből, amelyek a Marylandi Egyetemi Rendszert alkotják. Az UMBI-nek 85 létrán rangsorolt karja van, és a 2006. évi költségvetése 60 millió dollár. Az intézmény Maryland és a világ szolgálatának 20. évfordulóját ünnepelve az UMBI-t mikrobiológus és Dr. Jennie C. Hunter-Cevera volt biotechnológiai ügyvezető igazgató vezette. További információ a http://www.umbi.umd.edu oldalon található.
Eredeti forrás: Hubble sajtóközlemény
