Kas Žemėje galėtų gyventi Marso sūriame ežere? Ekspertas paaiškina

Ar astronautai kosmose ilgisi Žemės? (Birželis 2019).

Anonim

Tantalizing naujų įrodymų rodo, kad gali būti sūrus ežeras žemiau ledynas ant Marso. Nors sūrymas, esant užšalimo temperatūrai, nejaučia kaip labiausiai sveiki aplinka, sunku atsispirti svarstymui, ar organinis gyvenimas gali išgyventi - ar net padaryti tam tikrą gyvenimo būdą.

Bet kokia tokia gyvybės forma galėtų būti? Kadangi Marsas kažkada buvo daug vandeningesnis, tai iš tikrųjų gali būti senovės gyvybės forma - arba iškastiniu būdu, arba gyvu. Taip pat yra įmanoma, kad mikrobai iš Žemės netyčia užteršė planetą per praeities kosminio tyrimo misijas, o ne neįtikėtina, kad dabar jie gyvena ežere.

Mažai tikėtina, kad ežere bus rasti didesni gyvūnai. Žemėje yra kai kurių vabzdžių, žuvų ir kitų organizmų, kurie gali gyventi esant žemesnei temperatūrai. Tačiau Marso trūksta maisto tinklų, reikalingų palaikyti aukštesnius organizmus. Priešingai, daugelis mikroorganizmų yra pajėgūs gyventi priešiškoje aplinkoje, net jei nėra kitų organizmų.

Mes žinome iš Žemės tyrimų, kad daugelis mikrobų gali išgyventi sūrymu. Vienas neseniai atliktas tyrimas parodė, kad tokių "halofilinių mikrobų", organizmų, pritaikytų gyventi dideliu druskos kiekiu, bendruomenės yra įvairios ir turtingos biomasės, netgi prisotinus natrio chloridu (valgomoji druska).

Daugelis sausumos halofilų yra kietos, labai tolerantiškos ultravioletinių spindulių ir žemos temperatūros. Kai kurie gali kvėpuoti ląsteles, nes nėra deguonies. Tam tikri halofiliniai mikrobai, įskaitant grybą Aspergillus penicillioides, bakteriją Halanaerobium ir metano gaminantys organizmai, žinomi kaip archeos, gali išgyventi marcio sūrymu.

Žema temperatūra

Pagrindinė gyvenimo kliūtis gali būti pernelyg žema temperatūra (apie -70ºC). Vis dėlto Marso temperatūra iš tikrųjų yra mažiau šalta nei tos, kurios naudojamos Žemėje esančiuose šaldikliuose, kad mikrobinės ląstelės ar kita biologinė medžiaga būtų išlaikyta neveikiančioje, bet gyvybingoje būsenoje (nuo -70ºC iki -80ºC). Be to, kai kurios druskos iš tikrųjų gali užkirsti kelią sūdymui nuo užšalimo net tokioje žemoje temperatūroje, kokia tikimasi Marsio ežere. Todėl nekyla abejonių, kad kai kurios mikrobinės sistemos gali būti išsaugotos (ir tikriausiai išgyvenamos) Marse.

Iš tiesų, mes žinome, kad mikrobai gali ilgai išgyventi neveikiančią būseną - net be skysčio. Mes vis dar nežinome, kiek laiko, bet galbūt tūkstančius metų ir galbūt daug ilgiau. Augalais ir gyvūnais, tokiais kaip apvaliosios kirmėlės, kurios yra labiau pažeidžiamos dėl žalos, nei kai kurie mikrobai, nuo amžinojo įšalo buvo atgaivinami po to, kai jie buvo užšaldyti apie 30 000-42 000 metų.

Mikrobai taip pat buvo išgryninti iš senovinių druskų kristalų esančių skysčių. Kai kurios pirmosios gyvybės Žemėje fosilizuotos ląstelės buvo išsaugotos senovės uolose, įskaitant tuos, kurie buvo susiję su druskomis.

Druskos rūšys

Dar daugiau sudėtinga įrodyti, kad ląstelės gali būti aktyvios esant martianui. Skystas vanduo yra labai svarbus mikrobų funkcijai, o vandens telkiniai Žemėje, palaikantys ląstelių populiacijas, gali labai svyruoti svyruoti - nuo vandenynų ar ežerų iki plonų plonų akių nematomų vandens molekulių plėvelių.

Druska padeda nustatyti, ar mikrobinis aktyvumas gali vykti vandenyje. Vandens molekulių dalis tirpale vadinama santykine moline vandens dalimi, vadinama "vandens aktyvumu". Šis parametras gali diktuoti, ar gyvenimas yra tikėtinas tam tikroje vietoje ir laiku. Visi mikroorganizmai turi optimalią vandens aktyvumą ir mažiausią vertę, kai jų metabolinė veikla sustabdoma (tai labai skiriasi priklausomai nuo mikrobų ir aplinkos sąlygų).

Druskai ir vandenyje ištirtos maistinės medžiagos paveikia vandens aktyvumą. Kai kurios ištirpintos medžiagos tiek praskiedžia vandens molekules, tiek laikosi jas cheminėmis jungtimis, kartais neleidžia ląstelėms prieiti prie jų. Dėl to cheminis ištirpusių junginių pobūdis gali nustatyti, ar baltymai, membranos ir kitos sistemos, kurių gyvybei priklauso, išlaiko pakankamą stabilumą ir lankstumą, kad jie išliktų nepakitę ir veiktų.

Nors sūriai, kuriuose vyrauja natrio chloridas, dažniausiai pasitaiko Žemėje, sulfato druskos buvo senovės Marse, ir šiandien vis dar paplitę. Bet mes negalime būti tikri, ar tai yra druskos rūšis, esanti ežere Marse. Jei taip, tai gali būti bloga žinia mikrobai. Vienas tyrimas parodė, kad sulfatų druskų druskos iš tikrųjų gali turėti didesnę joninę jėgą (elektrinio krūvio druskų tirpalo matą), palyginus su žeme esančiais, kurie gali tapti mažiau apgyvendinami. Tačiau tikslus mechanizmas, kuriuo grindžiamas šis reikalavimas, lieka neaiškus.

Kiti druskos tipai, įskaitant magnio chloridą ir perchloratus, padidina biologinių molekulių lankstumą esant žemesnei temperatūrai ir taip skatina ląstelių metabolizmą. Tokios druskos, vadinamos "chaotropinėmis", gali leisti mikrobų augimą daug mažesnėmis nei įprastai temperatūromis. Kitų organinių medžiagų, kurios yra chaotropinės, įskaitant glicerolį, alkoholius ir fruktozę, buvimas taip pat gali paskatinti ląstelių metabolizmą (priešiškomis sąlygomis), pavyzdžiui, esant žemai temperatūrai ar mažam vandens aktyvumui.

Taigi, druskos yra sudėtingos, o mes daug žinome apie biofizinius gyvenimo žemėje ribas, mažai žinoma apie didžiąją daugumos sausumos mikrobų streso biologiją. Jei patvirtintas Marselio podaglacio druskos ežeras, pirmiausia turime nustatyti, kokie yra druskos, kad galėtumėte daugiau sužinoti apie pasekmes koriniam gyvenimui.

Konservavimo kamera?

Taigi, iš to, ką mes žinome apie gyvenimą Žemėje, mažo vandens aktyvumą, druskas, chaotropines sąlygas ir temperatūrą maždaug -70ºC, kiekviena gali padėti išsaugoti gyvybę. Tačiau išsaugojimas nėra tas pats kaip gyvas ir spardomas. Žinomiausios augimo sąlygos Žemėje yra nuo -15ºC iki -20ºC labiausiai atsparioms mikrobinėms rūšims. Ląstelių metabolizmo ribos kyla nuo -20 ° C iki -40 ° C. Tai reiškia, kad kol kas nėra nustatyta sausumos mikrobų, galinčių išlikti ląstelių funkcijai sąlygomis, kurios paprastai būna Marse.

Jei sausumos mikrobai iš tiesų yra Marso aplinkoje, jie gali būti gyvi, bet neaktyvūs ir greičiausiai gali atsinaujinti, kai vietos temperatūra pakils iki biologiškai leistino lygio. Ir kai yra aktyvus gyvenimas Marse, logiška manyti, kad taip pat vyks to gyvenimo evoliucija.

Subglacial sūrus martian ežeras, iš tikrųjų yra labiau tikėtina, kad veiks kaip konservavimo kamera nei gyvenimo lopšys. Nepaisant to, vis dar yra labai įdomios naujienos - ežeras yra puikus planas būsimoms kosminėms misijoms, skirtas senovės gyvenimo požymiams ieškoti.

menu
menu