Die uiters harde Laguna Caliente-meer in die krater van die Poás-vulkaan, Costa Rica. Krediet: Justin Wang
Lake word oorheers deur bakterieë van 'n enkele 'ekstremofiele' genus.
'n Paar spesialismikrobes oorleef toestande analoog aan dié van Mars' vroeë geskiedenis, berig 'n nuwe publikasie in Grense in sterrekunde en ruimtewetenskap- en dit kan te danke wees aan 'n wye reeks aanpassings.
Die hidrotermiese kratermeer van die Poás-vulkaan in Costa Rica is een van die mees vyandige habitatte op die planeet. Die water is ultra-suur, vol giftige metale en die temperature wissel van gemaklik tot kokend. Daarbenewens veroorsaak herhalende 'freatiese uitbarstings' skielike ontploffings van stoom, as en rots. Ten spyte van sulke dodelike uitbarstings, kan hidrotermiese omgewings wees waar die vroegste vorme van lewe op Aarde begin het—en moontlik ook op Mars, as daar ooit lewe was. Behalwe om te ontdek hoe lewe hierdie moeilike toestande kan oorleef, bied die bestudering van hierdie mikrobes leidrade oor of en hoe lewe op Mars kon bestaan het.
"Een van ons belangrikste bevindinge is dat ons binne hierdie uiterste vulkaniese meer slegs 'n paar tipes mikroörganismes opgespoor het, maar tog 'n potensiële menigte maniere waarop hulle kan oorleef," sê eerste skrywer Justin Wang, 'n gegradueerde student aan die Universiteit van Colorado Boulder, in die Verenigde State. “Ons glo hulle doen dit deur op die rand van die meer te oorleef wanneer uitbarstings plaasvind. Dit is wanneer dit nuttig sal wees om 'n relatief wye verskeidenheid gene te hê."
Die krater en sy uiters harde meer, Laguna Caliente, word oorheers deur 'n enkele genus van ekstremofiele Acidiphilium-bakterieë. Krediet: Justin Wang
Hierdie huidige interdissiplinêre samewerking volg op vorige werk van 2013. Op daardie tydstip het die navorsers gevind dat daar net een mikrobiese spesie uit die Acidiphilium genus in die Poás vulkaniese meer. Dit is nie verbasend dat hierdie tipe bakterieë algemeen in suur myndreinerings en hidrotermiese stelsels, en dit is bekend dat hulle veelvuldige gene het wat by uiteenlopende omgewings aangepas is.
In die daaropvolgende jare was daar 'n reeks uitbarstings en die span het in 2017 teruggekeer om te kyk of daar veranderinge in die mikrobiese diversiteit was, asook om die organismes se biochemiese prosesse meer omvattend te bestudeer. Hierdie jongste werk toon dat daar 'n bietjie meer biodiversiteit was, maar steeds 'n oorheersing van die Acidiphilium bakterieë.
deur DNA volgordebepaling van die organismes in die meermonsters, het die span bevestig dat die bakterieë 'n wye verskeidenheid biochemiese vermoëns het om hulle moontlik te help om uiterste en dinamiese toestande te verdra. Dit het paaie ingesluit om energie te skep deur swael, yster, arseen, koolstofbinding (soos plante), beide eenvoudige en komplekse suikers en bioplastiese korrels (wat mikro-organismes kan skep en as energie- en koolstofreserwes tydens stres of hongersnood te gebruik) te skep.
Veldwerk by Lagune Caliente meer in Poás vulkaniese meer, Costa Rica. Krediet: Justin Wang
“Ons het baie van die gene verwag wat ons gevind het, maar ons het nie soveel verwag nie gegewe die meer se lae biodiversiteit,” sê Wang. “Dit was nogal 'n verrassing, maar dit is absoluut elegant. Dit maak sin dat dit is hoe die lewe sal aanpas om in 'n aktiewe vulkaniese kratermeer te lewe."
Ten spyte van die dikwels dodelike omgewing, verskaf hidrotermiese stelsels die meeste van die sleutelbestanddele vir die evolusie van lewe, insluitend hitte, water en energie. Dit is hoekom toonaangewende teorieë vir beide die Aarde en Mars op hierdie liggings fokus. Tot dusver het vorige pogings in Soek van lewe op Mars het op stroombeddings of rivierdeltas gefokus, maar die skrywers stel voor dat meer aandag gegee moet word aan die terreine van vorige warmwaterbronne (wat miljarde jare op Mars aanwesig was).
"Ons navorsing verskaf 'n raamwerk vir hoe 'Aardslewe' in hidrotermiese omgewings op Mars kon bestaan het," verduidelik Wang. “Maar of lewe ooit op Mars bestaan het en of dit soos die mikroörganismes lyk wat ons hier het, is nog steeds 'n groot vraag. Ons hoop dat ons navorsing die gesprek stuur om die soeke na tekens van lewe in hierdie omgewings te prioritiseer, byvoorbeeld daar is 'n paar goeie teikens op die kraterrand van Jezero Crater, dit is waar die Perseverance-rover tans is.”
Verwysing: "Microbial Survival in an Extreme Marsian Analog Ecosystem: Poás Volcano, Costa Rica" deur Justin L. Wang, Nicholas B. Dragone, Geoffroy Avard en Brian M. Hynek, 28 Januarie 2022, Grense in sterrekunde en ruimtewetenskappe.
DOI: 10.3389/fspas.2022.817900
