Zellen von M. sedula, gewachsen auf einem Marsmeteoriten. (Milojevic et al., Communications Earth & Environment, 2021) Rock aus Mars ist eine seltene und kostbare Ressource hier auf der Erde. Bisher sind die einzigen Proben, die wir haben, Meteoritenbrocken, die sich vom Roten Planeten lösten und durch das Sonnensystem reisten, bis sie auf der Erde aufschlugen.
Ein kleines Stück dieses unschätzbar wertvollen Materials wurde gerade einer faszinierenden Verwendung zugeführt: Wissenschaftler haben ein kleines Stück des Mars-Meteoriten „Black Beauty“ zerkleinert und daraus extremophile Mikroben gezüchtet.
Dies beweist nicht nur, dass es unter realen Bedingungen auf dem Mars tatsächlich Leben geben könnte, es liefert Astrobiologen auch neue Biosignaturen, die sie nutzen könnten, um nach Anzeichen von uraltem Leben in der Marskruste zu suchen.
„Black Beauty gehört zu den seltensten Substanzen auf der Erde. Es handelt sich um eine einzigartige Marsbrekzie, die aus verschiedenen Teilen der Marskruste besteht (einige davon sind auf 4,42 ± 0,07 Milliarden Jahre datiert) und vor Millionen Jahren von der Marsoberfläche ausgeschleudert wurde. ' sagte die Astrobiologin Tetyana Milojevic der Universität Wien in Österreich.
„Wir mussten einen ziemlich mutigen Ansatz wählen und ein paar Gramm wertvolles Marsgestein zerkleinern, um das mögliche Aussehen der frühesten und einfachsten Lebensform des Mars nachzubilden.“
Wenn es auf dem Mars uraltes Leben gab, dann ähnelt es von allen Lebewesen auf der Erde am ehesten einem Extremophilen. Hierbei handelt es sich um Organismen, die unter Bedingungen leben, die wir einst für zu lebensfeindlich hielten, etwa bei Minusgraden oder bei extremer Salztemperatur Seen in der Antarktis , oder vulkanische geothermische Quellen , oder Untere Erdkruste , tief unter dem Meeresboden.
Wir sind ziemlich sicher, dass die Atmosphäre auf dem alten Mars vor Milliarden von Jahren dick und reich an Kohlendioxid war. Wir haben eine Probe eines Teils des Gesteins, aus dem die Marskruste bestand, als der Planet noch ein Baby war.
Hier auf der Erde werden Organismen, die Kohlendioxid binden und anorganische Verbindungen (z. B. Mineralien) in Energie umwandeln können, als Chemolithotrophe bezeichnet. Das Forschungsteam untersuchte daher die Art von Organismus, die auf dem Mars gelebt haben könnte.
„Wir können davon ausgehen, dass es dort in den frühen Jahren des Roten Planeten Lebensformen gab, die den Chemolithotrophen ähneln.“ sagte Milojevic .
Die von ihnen ausgewählte Mikrobe war Die Metallosphäre ist beschäftigt , ein thermoacidophiles Archaeen, das in heißen, sauren Vulkanquellen vorkommt. Dieses wurde in einem sorgfältig erhitzten Bioreaktor auf das Marsmineral gelegt und mit Luft und Kohlendioxid begast. Das Team nutzte die Mikroskopie, um das Wachstum von Zellen zu beobachten.
Sie wuchsen tatsächlich – und die zurückgelassene Black Beauty-Grundmasse ermöglichte es den Wissenschaftlern zu beobachten, wie die Mikrobe das Material nutzte und umwandelte, um Zellen zu bilden, die zurückblieben Biomineral Einlagen. Mithilfe der Rastertransmissionselektronenmikroskopie untersuchten sie diese Ablagerungen bis auf die atomare Skala.
„Auf Marskrustenmaterial gewachsen, bildete die Mikrobe eine robuste Mineralkapsel, die aus komplexierten Eisen-, Mangan- und Aluminiumphosphaten bestand.“ sagte Milojevic .
„Neben der massiven Verkrustung der Zelloberfläche haben wir die intrazelluläre Bildung von kristallinen Ablagerungen sehr komplexer Natur (Fe, Mn-Oxide, gemischte Mn-Silikate) beobachtet.“ Dabei handelt es sich um unterscheidbare, einzigartige Wachstumsmerkmale auf der Noachian-Mars-Brekzie, die wir bisher nicht beobachteten, als wir diese Mikrobe auf terrestrischen Mineralquellen und einem steinigen chondritischen Meteoriten kultivierten.“
Dies könnte unschätzbare Daten für die Suche nach antikem Leben auf dem Mars liefern. Der Rover Perseverance, der letzte Woche auf dem Roten Planeten ankam, wird gezielt nach solchen Biosignaturen suchen. Jetzt wissen Astrobiologen, was das ist M. sedula Wenn kristalline Ablagerungen so aussehen, fällt es ihnen möglicherweise leichter, potenziell ähnliche Dinge in Percys Proben zu identifizieren.
Die Forschung unterstreicht auch, wie wichtig es ist, für die Durchführung solcher Studien echte Marsproben zu verwenden, sagten die Forscher. Obwohl uns simulierte Mars-Regolithe zur Verfügung stehen und Mars-Meteoriten selten sind, können wir durch die Verwendung realer Objekte unschätzbare Erkenntnisse gewinnen.
Ein Teil der Mission von Perseverance besteht darin, Proben von Marsgestein zu sammeln, die hoffentlich innerhalb des nächsten Jahrzehnts zur Erde zurückgebracht werden sollen. Wissenschaftler werden sicherlich nach dem Staub schreien, aber wir haben keinen Zweifel daran, dass einige davon für die extremophile Forschung vorgesehen sein werden.
„Astrobiologische Forschung zu Black Beauty und anderen ähnlichen ‚Blumen des Universums‘ kann unschätzbare Erkenntnisse für die Analyse zurückgegebener Marsproben liefern, um deren potenzielle Biogenität zu bewerten.“ sagte Milojevic .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Kommunikation Erde und Umwelt .