Nauka i technika

Dziwne DNA znalezione na pustyni daje lekcje polowania na życie na Marsie

  • 21 lutego, 2023
  • 6 min read
Dziwne DNA znalezione na pustyni daje lekcje polowania na życie na Marsie


Komentarz

Pustynia Atacama w Chile jest prawie najbardziej suchym miejscem na Ziemi. Miejscami przypomina Marsa. Ale nie jest martwy, nawet w bardzo suchych regionach. Wykorzystując najnowocześniejszy sprzęt do badania pustynnych skał, naukowcy znaleźli fragmenty DNA z intrygancki mieszanka drobnoustrojów.

Co uderzające, 9 procent fragmentów genetycznych należy do organizmów nieznanych nauce, co czyni je częścią „ciemnego mikrobiomu”, zgodnie z raportem opublikowanym we wtorek w czasopiśmie Nature Communications.

Te organizmy to bakterie, które są „tak dziwne i różne”, jak ujęto w raporcie, że naukowcy nie byli w stanie zidentyfikować żadnych znanych krewnych.

„W prawie połowie przypadków bazy danych nie były w stanie jasno określić, co mamy w rękach” – powiedział The Washington Post główny badacz Armando Azua-Bustos, mikrobiolog z Centrum Astrobiologii w Madrycie.

I to prowadzi go z powrotem do analogii z Marsem: Atacama, jak wierzy on i jego koledzy naukowi, jest genialnym poligonem doświadczalnym do poszukiwania marsjańskiego życia. Ale te same poszukiwania przeprowadzone z wersjami instrumentów na dzisiejszych łazikach marsjańskich z trudem wykryły sygnatury mikrobiologiczne. Oznacza to, że znalezienie rozstrzygających dowodów na obecne lub przeszłe życie w marsjańskiej glebie będzie trudne bez sprowadzenia próbek z powrotem na Ziemię, podsumował Azua-Bustos i jego współpracownicy.

Badania wydają się wzmacniać długoterminową strategię eksploracji Marsa przez NASA i jej partnera, Europejską Agencję Kosmiczną. Są w trakcie wieloetapowej misji o nazwie Mars Sample Return. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, próbki marsjańskiej gleby uzyskane przez łazik NASA Perseverance — który właśnie obchodził drugą rocznicę swojej obecności na Marsie — zostaną przetransportowane na Ziemię na początku następnej dekady w celu zbadania w laboratoriach o wysokim stopniu ochrony.

Warto przeczytać!  Słabsze wytyczne przeciągniętej Illuminy (ILMN) w Q3

Ale te nowe badania podkreślają również wyzwania stojące przed naukowcami, którzy chcą poznać (domniemaną) biologiczną historię Marsa. Życie mikroorganizmów, zwłaszcza wymarłe i długo skamieniałe, może istnieć na granicy tego, co można wykryć za pomocą instrumentów na tyle małych, że można je wystrzelić w kosmos i wylądować na innej planecie.

Naukowcy nigdy nie znaleźli przykładu życia poza Ziemią, ale ogólne założenie jest takie, że „nadające się do zamieszkania” światy staną się zamieszkane – że życie pojawi się w jakiś sposób w odpowiednich warunkach. Czerwona Planeta od dawna kusi astrobiologów. Był bardziej podobny do Ziemi około 3 miliardy lat temu, kiedy miał gęstszą atmosferę i wodę w stanie ciekłym na powierzchni. Niewykluczone, że na Marsie wciąż istnieje tajemnicze życie, chociaż astrobiolodzy byliby zachwyceni, gdyby znaleźli nawet mikroskamieniałości czegoś, co żyło miliardy lat temu.

Misja NASA Viking z 1976 roku przeprowadziła eksperymenty mające na celu wykrycie życia, a jeden z nich dostarczył początkowo obiecującego sygnału, ale większość naukowców doszła do wniosku, że wylądowali na sterylnej glebie.

Od czasu misji Wikingów NASA stosuje bardziej stopniową strategię skupiającą się na znajdowaniu i eksplorowaniu miejsc, które wykazują dowody na to, że miliardy lat temu mogły nadawać się do zamieszkania, kiedy Mars był cieplejszy i bardziej wilgotny. Perseverance i jego wciąż aktywny poprzednik, łazik Curiosity, znaleźli ślady cząsteczek organicznych – rodzajów cząsteczek, które są podstawą życia, jakie znamy – na powierzchni, chociaż samo w sobie nie jest to dowodem na biologiczne pochodzenie.

Warto przeczytać!  Testy genetyczne C3G – Cleveland Clinic

„Pozostaje pytanie, czy są to meteoryty, geologiczne czy biologiczne” – powiedziała Amy Williams, planetolog z University of Florida i członkini zespołów naukowych Curiosity i Perseverance.

Williams powiedział, że nowy raport Azua-Bustosa i jego współpracowników jest ważny, ponieważ pokazuje, że zachowanie materii organicznej jest ograniczone w środowiskach podobnych do Marsa i będzie trudne do wykrycia nawet przy użyciu najnowocześniejszych instrumentów laboratoryjnych.

„Oznacza to, że wykrywanie substancji organicznych za pomocą instrumentów do lotów kosmicznych, takich jak obecne i przyszłe łaziki marsjańskie, może stanowić jeszcze większe wyzwanie, ponieważ materia organiczna jest łatwo rozkładana w skąpanym w promieniowaniu środowisku powierzchni Marsa” – powiedział Williams w e-mailu.

Mimo to badania Atacama pokazują, że nawet bardzo suche środowisko będzie miało warstwy skał osadowych ze znaczną ilością pozostałości biologicznych, powiedział Chris House, geolog i astrobiolog z Pennsylvania State University. „To naprawdę nie jest zaskoczeniem, ale wyniki mogły po prostu wykazywać jednolitą ponurość” – powiedział. To dobra wiadomość dla naukowców, którzy mają nadzieję, że suche skały marsjańskie mogą dostarczyć śladów obcej biologii.

Azua-Bustos jest rodem z Atacama, który spędził lata jako winiarz, zanim został naukowcem. Wspomina, jak dorastał w chilijskim miasteczku, gdzie deszcz padał tylko raz w roku i zawsze był to najważniejszy moment. Powiedział, że są miejsca, w których mieszkańcy nigdy nie widzieli deszczu powtarzającego się przez wiele pokoleń.

Powiedział, że będzie regularnie przejeżdżał przez region pustyni, zwany Czerwonym Kamieniem, w drodze do miejsca badań i pewnego dnia zdecydował, że warto przyjrzeć mu się bliżej. Powiedział, że skały były rdzawoczerwone z powodu obecności minerału, hematytu, który odpowiada również za czerwony kolor Marsa.

Warto przeczytać!  Przełom w edycji bazy usprawnia inżynierię genetyczną i ewolucję cech arbuza

Ponad 100 milionów lat temu, w epoce dinozaurów, miejsce Czerwonego Kamienia było deltą rzeki, podobnie jak płaskowyż na Marsie w kraterze Jezero, który eksploruje Perseverance.

Azua-Bustos był zaskoczony materiałem genetycznym o nieznanej naturze, widzianym w badaniach Atacama. Całe życie na Ziemi pochodzi od wspólnego przodka — o ile nam wiadomo. Pojawiły się spekulacje, zwłaszcza od naukowca i autora Paula Daviesa, że ​​życie mogło powstać na Ziemi więcej niż raz i do dziś może istnieć „cieniowa” biosfera, która jest po prostu zbyt dziwna, aby pasowała do naszej definicji życia na Ziemi.

Jednak Azua-Bustos wybiera mniej spektakularną interpretację niesklasyfikowanych organizmów: jest to reliktowy materiał genetyczny dawno wymarłych form życia, których wcześniej nie udokumentowano.

Łazik Perseverance kontynuuje eksplorację krateru Jezero, wykopując i przechowując próbki marsjańskiej gleby. Plan zakłada umieszczenie na powierzchni kolejnego statku kosmicznego, który pełniłby również rolę wyrzutni. Perseverance następnie dostarczy próbki do lądownika, który wyrzuci materiał na orbitę. Tam spotkałby się z kolejnym pojazdem, orbiterem zbudowanym w Europie, który mógłby przetransportować cenny ładunek z powrotem na Ziemię do analizy za pomocą najlepszych możliwych instrumentów laboratoryjnych.

Nowe badania sugerują, że może to być najbardziej skuteczne — i prawdopodobnie jedyny rozstrzygający — sposób, aby dowiedzieć się, czy coś kiedykolwiek żyło na Marsie.

„Wiemy, że są rzeczy do wykrycia” — powiedział Azua-Bustos. „Ale jeśli twój instrument nie jest zaprojektowany do wykrywania tych rzeczy, mamy problem”.


Źródło