Когда дело доходит до поиска микробов на Марсе , отправка роботизированного вездехода в самую засушливую среду на Земле — прекрасное начало. И если мы найдем эти одноклеточные организмы на красной планете, у ученых появится представление о том, как мы могли бы их назвать.
Как описано в исследовании, опубликованном в феврале 2019 года в журнале Frontiers in Microbiology , группа исследователей исследовала экстремальные условия пустыни Атакама в Чили. Они хотели разработать стратегии, которые будущие роботы-исследователи могли бы использовать для поиска укрытий марсианских микробов.
В 2020 году и НАСА, и Европейское космическое агентство запустят свои первые марсоходы для поиска жизни на красную планету (марсоходы «Марс-2020» и «ЭкзоМарс» соответственно), поэтому руководителям миссий нужно будет знать, где искать.
Марс... на Земле
Пустыня Атакама настолько экстремальна, насколько это возможно для жизни, чтобы влачить существование. Мало того, что этот регион абсолютно сух — ядро пустыни не получает осадков в течение десятилетий — из-за своей высоты оно также подвергается высокому уровню разрушительного ультрафиолетового излучения. Плюс почва очень соленая. Эти факторы должны сделать пустыню Атакама токсичной для жизни, но, по словам руководителя группы Стивена Пойтинга, профессора Йельского колледжа в Сингапуре, некоторые виды бактерий, живущих прямо под поверхностью, «выживают прямо на пределе пригодности для жизни». И это очень хорошая новость для перспективы обнаружения микробов на Марсе.
Команда Пойтинга развернула в пустыне Атакама автономную буровую установку и устройство для отбора проб, установленное на вездеходе, чтобы посмотреть, сможет ли она извлечь образцы почвы, содержащие микробы, на глубину до 80 сантиметров (немногим более 2 с половиной футов). Для сравнения образцы также были выкопаны вручную. С помощью секвенирования ДНК исследователи обнаружили, что бактериальная жизнь в образцах обоих методов была одинаковой, что подтверждает существование этих выносливых бактерий и успешность метода автономной экстракции. Этот тестовый запуск вселяет надежду на то, что если микробы также процветают прямо под марсианской поверхностью, робот сможет их найти.
«Эти результаты вселяют оптимизм в отношении того, что бактериальная жизнь сможет выдержать условия марсианских недр», — говорит Пойтинг. Но обнаружение микробных биосигнатур на Марсе, предупреждает он, может быть очень сложной задачей для марсохода с дистанционным управлением, поскольку они обнаружили, что подповерхностная популяция бактерий была чрезвычайно неоднородной, что коррелирует с повышенным уровнем соли, который ограничивал доступность воды для микробов. доступ к.
«Неоднородный характер колонизации предполагает, что марсоход столкнется со сценарием «иголка в стоге сена» в поисках марсианских бактерий», — говорит он.
Жизнь под землей
Предыдущие исследования описывали вездесущую популяцию «относительно ничем не примечательных» фотосинтезирующих бактерий (микроорганизмов, получающих энергию от солнечного света), населяющих поверхность пустыни. Вещи начинают становиться намного интереснее — и, действительно, более чуждыми — прямо под поверхностью, добавляет Пойнтинг.
«Мы увидели, что с увеличением глубины в бактериальном сообществе стали преобладать бактерии, которые могут процветать в чрезвычайно соленых и щелочных почвах», — говорит он. «Они, в свою очередь, были заменены на глубине до 80 сантиметров одной конкретной группой бактерий, которые выживают за счет метаболизма метана».
Эти специализированные микробы раньше находили в глубоких шахтах и других подземных средах, но их никогда не видели под поверхностью засушливой пустыни. «Обнаруженные нами сообщества бактерий были на удивление несложными, и это, вероятно, отражает экстремальный стресс, в условиях которого они развиваются», — говорит Пойтинг.
Обнаружение высокоспециализированных микробов, которые могут процветать в чрезвычайно сухих, соленых и щелочных марсианских почвах в пустыне Атакама, позволяет предположить, что бактерии, утилизирующие метан, также могут процветать на красной планете.
Если вы вспомните шумиху по поводу обнаружения повышенных уровней метана, наблюдаемых на Марсе различными космическими аппаратами на протяжении многих лет (последние измерения были проведены марсоходом НАСА Curiosity), вы поймете, почему марсианский метан имеет такое большое значение. На Земле биологические и геологические процессы генерируют метан, а микробы, в свою очередь, могут метаболизировать метан для получения энергии.
Открытие метана в марсианской атмосфере может означать, что под землей существует какая-то активная биология. Чтобы подтвердить это, нам нужны миссии по поиску микробов, которые будут бурить под поверхностью — и теперь у нас есть стратегия по их отслеживанию.
Как назвать марсианских микробов
Если бы на Марсе была обнаружена микробная жизнь, это, несомненно, стало бы самым значительным научным открытием в истории человечества. Но, следуя гордой человеческой традиции давать имена новым вещам, как бы мы назвали наших недавно открытых марсианских соседей? Можем ли мы просто скопировать систему того, как мы называем жизнь на Земле?
«То, как мы присваиваем латинские названия [наземным] бактериям, основано на их эволюционном отношении друг к другу, и мы измеряем это, используя их генетический код», — говорит Пойнтинг. «Наименование марсианских бактерий потребовало бы совершенно нового набора латинских названий на самом высоком уровне, если бы марсианские бактерии были совершенно отдельной эволюционной линией, то есть они произошли от другого общего предка земных бактерий в событии «второго генезиса».
Конечно, если мы обнаружим, что генетический код марсианской жизни подобен земной жизни, возможно, жизнь была перенесена с Земли на Марс в древнем прошлом посредством массивного удара — механизма, известного как панспермия , — но если мы действительно найдем новый генетический код, появившийся на Марсе, будет иметь глубокие последствия для нашего понимания жизни.
Пойтинг заключает: «Если мы найдем действительно «местные» марсианские бактерии, я бы хотел назвать одну из них и назвать ее Planeta-desertum superstes , что на латыни переводится как «выживший на планете-пустыне».
Теперь это интересно
Вы можете не увидеть много растительности или дождей в пустыне Атакама, но вы увидите много звезд. В этом регионе находится обсерватория ALMA и развивающаяся индустрия астротуризма для всех любителей звездного неба.
