Mars har et tøft og uforsonlig miljø. Den røde planeten ser ut til å være ubeboelig for liv på grunn av de tørre og iskalde temperaturene, som er gjennomsnittlig -80 grader Fahrenheit (-63 grader Celsius) på middels breddegrader. Enda verre: Solprotoner og kraftig galaktisk kosmisk stråling bombarderer kontinuerlig Mars.
I en banebrytende etterforskning har et forskerteam ledet av Brian Hoffman og Ajay Sharma fra Northwestern University oppdaget at eldgamle bakterier kan overleve mye lenger enn tidligere antatt nær overflaten av Mars. Også bakterier kan overleve betydelig lenger når de er begravet fordi de er beskyttet mot solprotoner og galaktisk kosmisk stråling.
Disse funnene styrker muligheten for at hvis liv noen gang utviklet seg på Mars, kan dets biologiske rester bli avslørt i fremtidige oppdrag, inkludert ExoMars (Rosalind Franklin rover) og Mars Life Explorer, som vil bære bor for å trekke ut materialer fra 2 meter under overflaten.
Forskerne viste også at noen bakteriestammer kan tåle det fiendtlige klima på Mars, og øker muligheten for at fremtidige astronauter og romreisende utilsiktet kan introdusere mikrobene sine til planeten.
Michael Daly, professor i patologi ved Uniformed Services University of the Health Sciences (USU) og medlem av National Academies Committee on Planetary Protection, som ledet studien, sa: "Våre modellorganismer tjener som proxyer for både forurensning av Mars og bakover forurensning av jorden, som begge bør unngås. Viktigere er at disse funnene også har biologiske forsvarsimplikasjoner, fordi trusselen fra biologiske midler, som miltbrann, fortsatt er en bekymring for militæret og forsvaret av hjemlandet.
Hoffman sa, "Vi konkluderte med at terrestrisk forurensning på Mars i hovedsak ville være permanent - over tidsrammer på tusenvis av år. Dette kan komplisere vitenskapelige anstrengelser å se etter Mars liv. På samme måte, hvis mikrober utviklet seg på Mars, kunne de være i stand til å overleve til i dag. Det betyr at returprøver fra Mars kan forurense jorden.»
For deres studie begynner forskerne med å bestemme overlevelsesgrensene for ioniserende stråling for mikrobielt liv. Deretter utsatte de seks forskjellige typer jordiske bakterier og sopp for en tørr, frossen simulering av Mars overflate og sprengte dem med protoner eller gammastråler (for å etterligne stråling i verdensrommet).
Hoffman sa, "Det er ikke rennende vann eller betydelig vann i Mars atmosfære, slik at celler og sporer tørker ut. Det er også kjent at overflatetemperaturen på Mars er omtrent lik tørris, så den er virkelig dypfryst."
Til slutt konkluderte forskerne med at noen jordiske mikroorganismer ville være i stand til å holde ut på Mars i geologiske epoker på hundrevis av millioner år. Forskerne fant at en hardfør mikrobe, Deinococcus radiodurans, eller "Conan the Bacterium," er spesielt godt egnet til å overleve de alvorlige Mars-forholdene. Bakterien Conan overlevde Bacillus-sporer, som kan leve på jorden i millioner av år, ved å overleve enorme mengder stråling i det iskalde, tørre miljøet.
Forskerne utsatte prøver for høye doser gammastråling og protoner, lik det Mars ville oppleve i den umiddelbare undergrunnen, samt mye lavere doser, lik det som ville skje hvis en mikroorganisme ble begravd dypt.
Akkumuleringen av manganantioksidanter i cellene til de eksponerte bakteriene ble deretter målt av Hoffmans team på Northwestern ved hjelp av en sofistikert spektroskopiteknikk. Hoffman fant en sammenheng mellom antall manganantioksidanter som en mikrobe eller sporene bærer på og størrelsen på strålingsdosen den kan opprettholde. Derfor øker det å ha mer manganantioksidanter strålingsmotstanden og forbedrer levetiden.
I tidligere forskning har forskere oppdaget at bakterien Conan tåler 25,000 1.2 enheter stråling (eller "grå"), eller rundt 140,000 millioner år rett under overflaten til Mars, mens den holdes i væske. Den siste studien oppdaget imidlertid at den spenstige bakterien kunne motstå 28,000 XNUMX gråtoner av stråling når den ble tørket, frosset og dypt begravd – forhold som ville være karakteristiske for et klima på mars. Den dødelige dosen for mennesker er XNUMX XNUMX ganger høyere enn denne.
Selv om Conan, bakterien, bare kunne overleve i noen få timer ved overflaten mens den badet i ultrafiolett lys, forbedres levetiden dramatisk når den er skyggelagt eller plassert rett under overflaten til Mars. Begravd bare 10 centimeter under Mars-overflaten, øker Bakterien Conan sin overlevelsesperiode til 1.5 millioner år. Og når den ble begravd 10 meter ned, kunne den gresskarfargede bakterien overleve hele 280 millioner år.
Daly sa, «Selv om D. radiodurans begravd i Mars-undergrunnen ikke kunne overleve i dvale i de anslåtte 2 til 2.5 milliarder årene siden rennende vann forsvant på Mars, blir slike Mars-miljøer regelmessig endret og smeltet av meteorittnedslag. Vi foreslår at periodisk smelting kan tillate intermitterende repopulasjon og spredning. Dessuten, hvis liv fra Mars noen gang har eksistert, selv om levedyktige livsformer ikke er tilstede på Mars, ville deres makromolekyler og virus overleve mye, mye lenger. Det styrker sannsynligheten for at hvis liv noen gang har utviklet seg på Mars, vil dette bli avslørt i fremtidige oppdrag."
Tidsreferanse:
- William H. Horne, Robert P. Volpe et al. Effekter av uttørking og frysing på mikrobiell ioniserende strålings overlevelsesevne: Betraktninger for tilbakevending av Mars-prøver. astrobiologi. GJØR JEG: 10.1089/ast.2022.0065
