Nieuw onderzoek naar microbiële levensvormen die in bijna kale vulkanische landschappen in IJsland leven, kan wetenschappers helpen begrijpen hoe ze het beste naar leven op andere planeten kunnen zoeken.

Onderzoekers met NASA's FELDSPAR-project (Field Exploration and Life Detection Sampling for Planetary Analogue Research) bestuderen de verspreiding van leven in deze barre IJslandse omgevingen om de zoektocht naar verborgen levenstekens op planeten zoals Mars te informeren. Tot dusver, ze hebben ontdekt dat microben op hun onderzoekslocaties vaak geïsoleerd zijn in "hotspots" en dat microbiële gemeenschappen verschillend zijn verdeeld in gebieden die onderhevig zijn aan verschillende geologische processen, zoals wind of ijstijd. Ze presenteerden hun resultaten vorige maand op AGU's Fall Meeting 2019 in San Francisco.

De zoektocht naar buitenaards leven is momenteel beperkt tot teledetectie, met satellieten en telescopen, en grondgebaseerde robotmissies, zoals NASA's Mars 2020 rover-missie die volgend jaar wordt gelanceerd. Rovers kunnen slechts een bepaald aantal monsters verzamelen en testen voordat hun middelen zijn uitgeput, dus steekproefselectie moet strategisch zijn.

Wetenschappers vermoeden dat Mars ooit warmer en natter was dan nu en dat het leven had kunnen herbergen. Echter, tekenen van een vorig leven of potentiële overlevende levensvormen zijn niet duidelijk. "Waar [FELDSPAR-onderzoekers] aan hebben gewerkt, is proberen uit te zoeken hoeveel monsters we nodig hebben om probabilistisch die ene regio met die biologische hotspot te bemonsteren, " zei Amanda Stockton, een biochemicus aan het Georgia Institute of Technology en co-hoofdonderzoeker van het FELDSPAR-project.

Het is het gebrek aan wijdverbreide, duidelijk leven dat IJslandse vulkanische omgevingen een ideale keuze maakt als analoge sites op Mars. Ze zijn bedekt met tefra, as of rotsachtig materiaal dat uit de vulkanen wordt gespuwd. De tefra wordt gedomineerd door basalt, een vulkanisch gesteente dat veel gebieden op het oppervlak van Mars vormt. FELDSPAR-onderzoekers verzamelen tephra-monsters en testen ze op DNA en ATP, een biomolecuul dat het aardse leven gebruikt om energie over te dragen. Terwijl de onderzoekers tekenen van hedendaags (bestaand) leven in IJsland analyseren, ze zeggen dat het begrijpen van deze verspreidingspatronen ook nuttig kan zijn voor het zoeken naar biologische handtekeningen van uitgestorven leven op andere planeten.

Jen Blank, die het NASA BRAILLE-project leidt om tekenen van leven in lavabuizen te karakteriseren en niet betrokken is bij FELDSPAR, prees het onderzoek. "Het is de eerste echt systematische studie op verschillende schalen die is gedaan, omdat het zo moeilijk is om te doen. En het kost veel tijd, " ze zei.

Helaas, als deze IJslandse analoge sites een indicatie zijn, het zou mogelijk meer monsters kunnen nemen dan een rover zou kunnen analyseren om levenstekens op een andere planeet te lokaliseren, ook al zijn ze aanwezig, volgens de onderzoekers. Stockton beschreef een gebied waar het team bijna 400 monsters analyseerde en slechts twee hadden een hoog niveau van biologie.

Gezien deze realiteit, FELDSPAR-onderzoekers proberen zoekparameters te verfijnen door te onderzoeken of er fysieke kenmerken in de omgeving zijn die verband houden met levensgebieden. Als, teledetectietechnologie van satellieten of drones zou kunnen worden gebruikt om plaatsen te identificeren die het meest waarschijnlijk tekenen van leven bevatten voordat een rover kostbare middelen gebruikt om monsters daadwerkelijk te analyseren.

Dit werk is nog in uitvoering, maar de onderzoekers hebben enkele voorlopige bevindingen gedaan. Volgens FELDSPAR-onderzoeker Anna Simpson, een microbiële ecoloog aan het Georgia Institute of Technology, een potentiële omgevingsfactor die de verspreiding van het leven kan beïnvloeden, is de geologische geschiedenis van het gebied. "Het leven vindt plaats in stukken en langs hellingen in gebieden gevormd door wind, terwijl het gelijkmatig is verdeeld met een paar schijnbaar willekeurige hotspots van hoge biologische activiteit in gebieden die zijn getroffen door recente ijstijd, " ze zei.

Simpson zei dat het team ook is begonnen met het evalueren van de gemiddelde tefrakorrelgrootte op een locatie als een andere potentiële voorspellende factor voor biosignaturen op Mars. "We zijn echt geïnteresseerd in de vraag of het aantal spleten in een mineraalkorrel van invloed zal zijn op hoeveel leven er is, Simpson zei. Ze legde uit dat grotere korrels met meer spleten mogelijk microben zouden kunnen beschermen tegen dodelijke UV-straling op het oppervlak van Mars. "Dat vinden we inderdaad, waar er echt grote brokken basalt in de tephra zijn, die hebben meestal meer ATP, " zei Simpson, die benadrukten dat er meer analyse nodig was om dit patroon te bevestigen.

De FELDSPAR-onderzoekers analyseren nog steeds gegevens van hun laatste veldseizoen en zijn van plan om meer resultaten te publiceren die in de toekomst rover-zoektechnieken kunnen gebruiken. Maar het is al heel duidelijk dat beperkingen op het leven en hoe het is verdeeld in ruimte en tijd, kunnen verschillen afhankelijk van de omgeving, zei Diana Gentry, een co-hoofdonderzoeker op FELDSPAR en een microbioloog die gespecialiseerd is in instrumentatie bij NASA Ames Research Center. "Dat heeft [implicaties] voor de aannames die je maakt over het leven op andere werelden en... hoe je ernaar op zoek zou gaan."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.