Kas Marsil on elu? Kui see on seal, on see tõenäoliselt mikroskoopiline ja väga karm; suudab hakkama saada külma temperatuuri, madala rõhu ja väga vähese veega. Need mikroobid laiendavad elupaikade valikut, mis võivad meie päikesesüsteemis elu toetada, ja pakuvad teadlastele uusi omadusi, mida Punase planeedi uurimisel otsida.
Astronoomide ja mikrobioloogide uurimisrühma andmetel võiks klass, mis koosneb eriti vastupidavatest mikroobidest, mis elavad kõige karmimas Maa keskkonnas, õitseda külmal Marsil ja teistel jahedatel planeetidel.
Kaheaastase laboratoorse uuringu käigus avastasid teadlased, et mõned külmaga kohanenud mikroorganismid mitte ainult ei ellu jäänud, vaid paljunevad 30 kraadi Fahrenheiti järgi, just vee külmumispunkti all. Samuti töötasid mikroobid välja kaitsemehhanismi, mis kaitses neid külma temperatuuri eest. Teadlased on Kosmoseteleskoobi teadusinstituudi astronoomide ja Marylandi ülikooli biotehnoloogia instituudi merebiotehnoloogia keskuse Baltimore'is asuvast mikrobioloogist koosneva ainulaadse koostöö liikmed. Nende tulemused ilmuvad rahvusvahelise ajakirja Astrobiology veebisaidil.
"Elu madala temperatuuri piirmäär on eriti oluline, kuna nii Päikesesüsteemis kui ka Linnutee galaktikas on külmad keskkonnad palju tavalisemad kui kuumas keskkonnas," ütles Neill Reid, Kosmoseteleskoobi teadusinstituudi astronoom ja EL-i juht. uurimisrühm. „Meie tulemused näitavad, et madalaimad temperatuurid, millel need organismid saavad areneda, jäävad tänapäeva Marsi temperatuuride vahemikku ning võivad võimaldada ellujäämist ja kasvu, eriti Marsi pinna all. See võib laiendada elamiskõlbliku tsooni, ala, kus elu võiks eksisteerida, külmemaks Marsi-laadsete planeetide jaoks. ”
Enamik tähti meie galaktikas on jahedam kui meie Päike. Maa-sarnaste temperatuuride jaoks sobiv tsoon nende tähtede ümber oleks väiksem ja kitsam kui meie Päikese ümber asuv nn asustatav tsoon. Seetõttu oleks suurem osa planeete külmem kui Maa.
Oma kaheaastases uuringus katsetasid teadlased kõige külmemaid temperatuuripiire kahte tüüpi üherakuliste organismide puhul: halo fi ilid ja metanogeenid. Nad kuuluvad mikroobide rühma, mida kollektiivselt nimetatakse ekstremofiilideks, mida nimetatakse seetõttu, et nad elavad kuumaveeallikates, happelistes põldudes, soolastes järvedes ja polaarsetes jääkappides tingimustes, mis tapavad inimesi, loomi ja taimi. Halofiilid õitsevad soolases vees, nagu Suur Soolajärv, ja neil on DNA parandamise süsteemid, mis kaitsevad neid eriti suurte kiirgusdooside eest. Metanogeenid on võimelised energia saamiseks kasvama lihtsatel ühenditel, nagu vesinik ja süsinikdioksiid, ning muuta nende jäätmed metaaniks.
Katsetes kasutatud halofiilid ja metanogeenid on pärit Antarktika järvedest. Laboratooriumis ilmnes halofiilide olulist kasvu temperatuurini 30 kraadi Fahrenheiti (miinus 1 kraad). Metanogeenid olid aktiivsed temperatuurini 28 kraadi Fahrenheiti (miinus 2 kraadi Celsiuse järgi).
"Oleme pikendanud nende liikide madalamat temperatuuripiiri mitme kraadi võrra," ütles Marylandi ülikooli biotehnoloogia instituudi merebiotehnoloogia keskuse professor ja meeskonna juht Shiladitya DasSarma. “Organismide kasvatamiseks kultuuris oli meil piiratud aeg kuude kaupa. Kui me suudaksime kasvuaega pikendada, siis arvan, et suudaksime temperatuuri madalamal hoida, kui temperatuur talub. Soolvee kultuur, milles nad laboris kasvavad, võib jääda vedelal kujul kuni miinus 18 kraadi Fahrenheiti (miinus 28 kraadi Celsiuse järgi), seega on potentsiaal märkimisväärselt madalamate kasvutemperatuuride jaoks. ”
Teadlased olid ka üllatunud, kui avastasid, et halogeniidid ja metanogeenid kaitsevad end külma temperatuuri eest. Mõned arktilised bakterid käituvad sarnaselt.
"Need organismid on väga kohanemisvõimelised ja madalatel temperatuuridel moodustasid nad raku agregaadid," selgitas DasSarma. "See oli silmatorkav tulemus, mis viitab sellele, et rakud võivad" kokku kleepuda ", kui temperatuur muutub kasvuks liiga külmaks, pakkudes võimalusi elanikkonnana püsimiseks. See on selle nähtuse esimene avastamine ekstremofiilide Antarktika liikides külmal temperatuuril. ”
Teadlased valisid need ekstremofiilid laboratoorseks uuringuks, kuna need on potentsiaalselt eluks külmal, kuival Marsil. Halofiilid võivad areneda soolases vees Marsi pinna all, mis võib temperatuuril 32 ° C alla (0 kraadi Celsiuse järgi) jääda vedelaks. Metanogeenid võiksid ellu jääda hapnikuvabal planeedil, näiteks Marsil. Tegelikult on mõned teadlased teinud ettepaneku, et metanogeenid tekitasid Marsi atmosfääris tuvastatud metaani.
"See leid näitab, et ranged teaduslikud uuringud teadaolevate ekstremofiilide kohta Maal võivad anda vihjeid selle kohta, kuidas elu mujal universumis elada võib," ütles DasSarma.
Järgmisena plaanivad teadlased kaardistada iga ekstremofiili täieliku geneetilise kavandi. Kõigi geenide inventeerimisega saavad teadlased kindlaks teha iga geeni funktsioonid, näiteks täpsustada geene, mis kaitsevad organismi külma eest.
Paljud ekstremofiilid on evolutsioonilised säilmed, mida nimetatakse Archaeaks, mis võis olla 3,5 miljardit aastat tagasi Maal esimeste majaelanike seas. Need tugevad ekstremofiilid võivad olla võimelised püsima paljudes kohtades universumis, kaasa arvatud mõned meie Päikesesüsteemist väljaspool asuvate tähtede ümber asuvast umbes 200 maailmast, mille astronoomid on viimase kümnendi jooksul leidnud. Need planeedid asuvad väga erinevas keskkonnas, alates nn kuumadest Jupiteritest, mis tiirlevad nende tähtede lähedal ja kus temperatuur ületab 1800 kraadi Fahrenheiti (1000 kraadi Celsiuse järgi), kuni gaasihiiglasteni Jupiteri sarnastel orbiitidel, kus temperatuurid on umbes miinus 238 kraadi Fahrenheiti järgi (miinus 150 kraadi Celsiuse järgi).
Tohutute temperatuurierinevustega planeetide avastamine paneb teadlasi mõtlema, millised keskkonnad võiksid olla elule külalislahked. Organismi ellujäämise võtmeteguriks on temperatuuri ülemise ja alumise piiri määramine, millel organism võib elada.
Ehkki Marsi ilmastikuolud on äärmuslikud, on planeedil siiski teatud sarnasusi Maa kõige äärmuslikumate külmapiirkondadega, näiteks Antarktikaga. Kui Antarktika keskkondi peetakse pikka aega sisuliselt viljatuks, on viimased uuringud näidanud märkimisväärset mikroobide aktiivsust. „Archaea ja bakterid, mis on nende äärmuslike tingimustega kohanenud, on mõned parimad potentsiaalse maavälise elu maapealsete analoogide kandidaadid; nende kohanemisstrateegia ja selle piirangute mõistmine annab sügavama ülevaate külalislahke keskkonna mitmekesisuse põhipiirangutest, “sõnas DasSarma.
Meeskonna teadusuuringuid toetati kosmoseteleskoobi teadusinstituudi direktori diskretsioonivaba teadusfondi, riikliku teadusfondi ja Austraalia teadusnõukogu toetuste kaudu.
Kosmoseteleskoobi teadusinstituuti haldab NASA jaoks Astronoomia, Inc, Washingtoni Teadusuuringute Ülikoolide Liit.
Üks viiest Marylandi ülikooli biotehnoloogia instituudi (UMBI) merebiotehnoloogia keskuse moodustavast keskusest, mis asub Baltimore'i sisesadamas, võtab tööle teadlasi, kes kasutavad kaasaegse bioloogia ja biotehnoloogia vahendeid mere- ja suudmealade ressursside uurimiseks, kaitsmiseks ja parendamiseks.
Mis uurimiskeskused asuvad Baltimore'is, Rockville'is ja College Pargis, on Marylandi ülikooli biotehnoloogia instituut uusim 13 asutusega, mis moodustavad Marylandi ülikoolisüsteemi. UMBI-l on 85 redeli kohal olevat õppejõudu ja 2006. aasta eelarve on 60 miljonit dollarit. Tähistades asutuse 20. teenistusaastat Marylandile ja kogu maailmale, juhib UMBI-d mikrobioloog ja endine biotehnoloogia tegevjuht dr Jennie C. Hunter-Cevera. Lisateavet leiate aadressilt http://www.umbi.umd.edu.
Algne allikas: Hubble'i pressiteade
