Wissenschaftler vermuten seit einiger Zeit, dass es auf dem Mars in der tiefen Vergangenheit Leben gegeben haben könnte. Aufgrund der dickeren Atmosphäre und des flüssigen Wassers auf ihrer Oberfläche ist es durchaus möglich, dass sich dort die einfachsten Organismen entwickelt haben. Und diejenigen, die den Mars eines Tages zu einer Heimat für die Menschheit machen wollen, hoffen, dass diese (d. h. lebensfreundlichen) Bedingungen eines Tages wieder hergestellt werden können.
Aber wie sich herausstellt, gibt es einige terrestrische Organismen, die auf dem heutigen Mars überleben könnten. Laut einer aktuellen Studie eines Forscherteams der Arkansas Center for Space and Planetary Sciences (ACSPS) an der University of Arkansas haben vier Arten methanogener Mikroorganismen gezeigt, dass sie einer der härtesten Bedingungen auf dem Mars, der Tiefdruckatmosphäre, standhalten können.
Die Studie mit dem Titel „ Niedrige Drucktoleranz von Methanogenen in einer wässrigen Umgebung: Auswirkungen auf das Leben unter der Oberfläche auf dem Mars “ wurde kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Ursprünge des Lebens und Evolution der Biosphären . Laut der Studie testete das Team die Überlebensfähigkeit von vier verschiedenen Arten von Methanogenen, um zu sehen, wie sie in einer Umgebung ähnlich dem Untergrund des Mars überleben würden.
Methanogene Organismen, die in Proben von tiefem Vulkangestein entlang des Columbia River und in den Idaho Falls gefunden wurden. Bildnachweis: NASA
Einfach ausgedrückt sind Methanogene eine uralte Gruppe von Organismen, die als Archaeen klassifiziert werden, eine Art von Mikroorganismen, die keinen Sauerstoff benötigen und daher in einer unserer Meinung nach „extremen Umgebung“ überleben können. Auf der Erde sind Methanogene in Feuchtgebieten, Meeresumgebungen und sogar im Verdauungstrakt von Tieren weit verbreitet, wo sie Wasserstoff und Kohlendioxid verbrauchen, um Methan als Stoffwechselnebenprodukt zu produzieren.
Und wie mehrere NASA-Missionen gezeigt haben, wurde Methan auch in der Atmosphäre des Mars gefunden. Obwohl die Quelle dieses Methans noch nicht bestimmt wurde, wurde argumentiert, dass es von unter der Oberfläche lebenden Methanogenen produziert werden könnte. Als Rebecca Mickol, Astrobiologin am ACSPS und Hauptautorin der Studie, erklärt :
„Einer der aufregendsten Momente für mich war der Nachweis von Methan in der Marsatmosphäre. Auf der Erde wird das meiste Methan biologisch von früheren oder gegenwärtigen Organismen produziert. Das gleiche könnte möglicherweise für den Mars gelten. Natürlich gibt es viele mögliche Alternativen zum Methan auf dem Mars und es gilt immer noch als umstritten. Aber das erhöht nur die Aufregung.“
Als Teil der laufenden Bemühungen, die Umwelt des Mars zu verstehen, haben Wissenschaftler in den letzten 20 Jahren untersucht, ob vier bestimmte Methanogen-Stämme – Methanothermobacter wolfeii, Methanosarcina barkeri, Methanobacterium formicicum, Methanococcus maripaludis – auf dem Mars überleben können. Während es klar ist, dass sie den geringen Sauerstoff und die Strahlung (sofern unterirdisch) ertragen könnten, gibt es immer noch die Frage des extrem niedrigen Luftdrucks.
Die Doktoranden Rebecca Mickol und Navita Sinha bereiten sich darauf vor, Methanogene in die Pegasus-Kammer in W.M. Keck-Labor. Kredit: University of Arkansas
Mit Hilfe der Exobiologie- und Evolutionsbiologie-Programm der NASA (Teil des Astrobiology-Programms der NASA), das sie als dreijähriges Stipendium im Jahr 2012 , Mickol und ihr Team gingen einen neuen Ansatz, um diese Methanogene zu testen. Dazu gehörte, sie in eine Reihe von Reagenzgläsern zu legen und Schmutz und Flüssigkeiten hinzuzufügen, um unterirdische Grundwasserleiter zu simulieren. Anschließend fütterten sie die Proben mit Wasserstoff als Brennstoff und entzogen ihnen den Sauerstoff.
Der nächste Schritt bestand darin, die Mikroorganismen Druckbedingungen analog zum Mars auszusetzen, um zu sehen, wie sie sich halten könnten. Dabei setzten sie auf die Pegasus-Kammer, ein Instrument, das von der ACSPS in ihrem W. M. Keck Labor für Planetensimulationen . Sie fanden heraus, dass die Methanogene alle 3 bis 21 Tage lang einem Druck von 6 bis 143 Millibar ausgesetzt waren.
Diese Studie zeigt, dass bestimmte Arten von Mikroorganismen für ihr Überleben nicht auf das Vorhandensein einer dichten Atmosphäre angewiesen sind. Es zeigt auch, dass diese speziellen Methanogen-Arten einem periodischen Kontakt mit der Marsatmosphäre standhalten können. Dies alles verheißt Gutes für die Theorien, dass Marsmethan organisch produziert wird – möglicherweise in unterirdischen, feuchten Umgebungen.
Dies ist eine besonders gute Nachricht angesichts der Beweise von HiRISE-Instrument der NASA über die wiederkehrende Neigungslinie des Mars e, die auf eine mögliche Verbindung zwischen flüssigen Wassersäulen an der Oberfläche und tieferen Ebenen im Untergrund hindeuteten. Sollte dies der Fall sein, könnten die in der Wassersäule transportierten Organismen den wechselnden Drücken während des Transports standhalten.
Die möglichen Wege, auf denen Methan in die Marsatmosphäre gelangen könnte, reichen von unterirdischen Mikroben und der Verwitterung von Gestein bis hin zu gespeichertem Methaneis, das als Clathrat bezeichnet wird. Ultraviolettes Licht kann auf Oberflächenmaterialien wirken, um Methan zu produzieren und es in andere Moleküle aufzuspalten (. Credit: NASA/JPL-Caltech/SAM-GSFC/Univ. of Michigan
Der nächste Schritt besteht laut Mickol darin, zu sehen, wie diese Organismen der Temperatur standhalten. „Der Mars ist sehr, sehr kalt“, sagte sie, „oft sinkt die Temperatur nachts auf -100 °C (-212 °F), und manchmal kann die Temperatur am wärmsten Tag des Jahres mittags über den Gefrierpunkt steigen. Wir führten unsere Experimente knapp über dem Gefrierpunkt durch, aber die kalte Temperatur würde die Verdunstung des flüssigen Mediums begrenzen und eine marsähnlichere Umgebung schaffen.“
Wissenschaftler vermuten seit einiger Zeit, dass auf dem Mars noch Leben zu finden ist, das sich in Nischen und Löchern versteckt, in die wir noch blicken müssen. Forschungen, die bestätigen, dass es unter den gegenwärtigen (und strengen) Bedingungen des Mars tatsächlich existieren kann, sind sehr hilfreich, da sie es uns ermöglichen, diese Suche erheblich einzugrenzen.
In den kommenden Jahren und mit dem Einsatz weiterer Mars-Missionen – wie der der NASA Innenerkundung mit seismischen Untersuchungen, Geodäsie und Wärmetransport (Einblick) Lander, der im Mai nächsten Jahres starten soll – werden wir tiefer in den Roten Planeten vordringen können. Und mit Beispiel-Rückholmissionen am Horizont – wie dem März 2020 Rover – wir könnten endlich einige direkte Beweise für Leben auf dem Mars finden!
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