بحيرة Laguna Caliente شديدة القسوة في فوهة بركان Poás ، كوستاريكا. الائتمان: جاستن وانغ
البحيرة تهيمن عليها بكتيريا من جنس واحد "مغرم بالحيوية".
يعيش عدد قليل من الميكروبات المتخصصة في ظروف مشابهة لتلك الموجودة في المريخ"التاريخ المبكر ، تقارير مطبوعة جديدة في الحدود في علم الفلك وعلوم الفضاء—يمكن أن يكون هذا بفضل مجموعة واسعة من التعديلات.
تعد بحيرة فوهة البركان الحرارية المائية لبركان بوا في كوستاريكا واحدة من أكثر الموائل عدائية على هذا الكوكب. الماء شديد الحموضة ومليء بالمعادن السامة وتتراوح درجات الحرارة من مريح إلى غليان. بالإضافة إلى ذلك ، تتسبب "الثورات البركانية" المتكررة في حدوث انفجارات مفاجئة للبخار والرماد والصخور. على الرغم من هذه الانفجارات المميتة ، قد تكون البيئات الحرارية المائية هي المكان الذي بدأت فيه أشكال الحياة المبكرة على الأرض - وربما أيضًا على المريخ ، إذا كانت هناك حياة على الإطلاق. إلى جانب اكتشاف كيف يمكن للحياة أن تنجو من هذه الظروف القاسية ، توفر دراسة هذه الميكروبات أدلة حول ما إذا كانت الحياة موجودة على المريخ وكيف.
يقول المؤلف الأول جاستن وانج ، وهو طالب دراسات عليا في جامعة كولورادو: "إحدى النتائج الرئيسية التي توصلنا إليها هي أنه داخل هذه البحيرة البركانية الشديدة ، اكتشفنا فقط أنواعًا قليلة من الكائنات الحية الدقيقة ، ومع ذلك فهناك العديد من الطرق المحتملة للبقاء على قيد الحياة". بولدر في الولايات المتحدة. نعتقد أنهم يفعلون ذلك من خلال البقاء على أطراف البحيرة عند حدوث الثورات البركانية. هذا عندما يكون وجود مجموعة واسعة نسبيًا من الجينات مفيدًا ".
فوهة البركان وبحيرتها شديدة القسوة ، Laguna Caliente ، يهيمن عليها جنس واحد من بكتيريا Acidiphilium التي تعيش في ظروف قاسية. الائتمان: جاستن وانغ
يتابع هذا التعاون الحالي متعدد التخصصات العمل السابق من عام 2013. في ذلك الوقت ، وجد الباحثون أن هناك نوعًا واحدًا من الميكروبات قادمًا من أسيدفيليوم جنس في بحيرة Poás البركانية. ليس من المستغرب أن يوجد هذا النوع من البكتيريا بشكل شائع حامض تصريف المناجم والأنظمة الحرارية المائية ، ومن المعروف أن لديهم جينات متعددة تتكيف مع بيئات متنوعة.
في السنوات التالية ، كانت هناك سلسلة من الانفجارات وعاد الفريق في عام 2017 لمعرفة ما إذا كانت هناك تغييرات في التنوع الميكروبي ، وكذلك لدراسة العمليات الكيميائية الحيوية للكائنات بشكل أكثر شمولاً. يُظهر هذا العمل الأخير أنه كان هناك المزيد من التنوع البيولوجي ، ولكن لا يزال هناك هيمنة على أسيدفيليوم بكتيريا.
عبر الحمض النووي تسلسل الكائنات الحية في عينات البحيرة ، أكد الفريق أن البكتيريا لديها مجموعة متنوعة من القدرات البيوكيميائية لمساعدتها على تحمل الظروف القاسية والديناميكية. وشملت هذه المسارات لتوليد الطاقة باستخدام الكبريت والحديد والزرنيخ وتثبيت الكربون (مثل النباتات) ، والسكريات البسيطة والمعقدة وحبيبات البلاستيك الحيوي (التي يمكن أن تخلقها الكائنات الحية الدقيقة وتستخدمها كاحتياطي للطاقة والكربون أثناء الإجهاد أو الجوع).
عمل ميداني في بحيرة Lagune Caliente في بحيرة Poás البركانية ، كوستاريكا. الائتمان: جاستن وانغ
يقول وانج: "توقعنا الكثير من الجينات التي وجدناها ، لكننا لم نتوقع هذا العدد نظرًا لانخفاض التنوع البيولوجي للبحيرة". "كانت هذه مفاجأة كبيرة ، لكنها أنيقة للغاية. من المنطقي أن هذه هي الطريقة التي تتكيف بها الحياة مع العيش في بحيرة فوهة بركانية نشطة ".
على الرغم من البيئة المحيطة القاتلة في كثير من الأحيان، توفر الأنظمة الحرارية المائية معظم المكونات الأساسية لتطور الحياة، بما في ذلك الحرارة والماء والطاقة. ولهذا السبب تركز النظريات الرائدة لكل من الأرض والمريخ على هذه المواقع. حتى الآن، الجهود السابقة في . ركزت الحياة على المريخ على مجاري الأنهار أو دلتا الأنهار، لكن المؤلفين يقترحون إيلاء المزيد من الاهتمام لمواقع الينابيع الساخنة السابقة (التي كانت موجودة على المريخ منذ مليارات السنين).
يوضح وانج: "يوفر بحثنا إطارًا لكيفية تواجد" الحياة على الأرض "في البيئات الحرارية المائية على سطح المريخ". "ولكن ما إذا كانت الحياة موجودة على كوكب المريخ من قبل وما إذا كانت تشبه الكائنات الحية الدقيقة الموجودة لدينا هنا أم لا ، فلا يزال هذا سؤالًا كبيرًا. نأمل أن يوجه بحثنا المحادثة لتحديد أولويات البحث عن علامات الحياة في هذه البيئات ، على سبيل المثال ، هناك بعض الأهداف الجيدة على حافة فوهة البركان Jezero Crater ، حيث توجد عربة المثابرة الآن ".
المرجع: "بقاء الميكروبات في نظام إيكولوجي متطرف للمريخ: بركان بوا ، كوستاريكا" بقلم جاستن إل وانج ونيكولاس ب. دراغون وجيفروي أفارد وبريان إم هاينك ، 28 يناير 2022 ، الحدود في علم الفلك وعلوم الفضاء.
DOI: 10.3389 / fspas.2022.817900
