Microben die tot de eenvoudigste en oudste organismen op aarde behoren, kunnen de extreem ijle lucht van Mars overleven, een nieuwe studie vindt.

Het oppervlak van Mars is momenteel koud en droog, maar er is voldoende bewijs dat suggereert dat rivieren, meren en zeeën bedekten de Rode Planeet miljarden jaren geleden. Aangezien er vrijwel overal leven is waar vloeibaar water op aarde is, wetenschappers hebben gesuggereerd dat het leven op Mars zou kunnen zijn geëvolueerd toen het nat was, en het leven zou er zelfs nu kunnen zijn.

"In alle omgevingen die we hier op aarde vinden, er is een soort micro-organisme in bijna allemaal, " zei Rebecca Mickol, een astrobioloog aan het Arkansas Center for Space and Planetary Sciences aan de Universiteit van Arkansas in Fayetteville, en de hoofdauteur van de studie. "Het is moeilijk te geloven dat er ook geen andere organismen zijn op andere planeten of manen."

Mickol en haar team hebben hun bevindingen beschreven in de krant, "Lagedruktolerantie door methanogenen in een waterige omgeving:implicaties voor ondergronds leven op Mars, " die werd gepubliceerd in het tijdschrift Oorsprong van leven en evolutie van biosferen .

Eerder onderzoek ontdekte methaan, het eenvoudigste organische molecuul, in de atmosfeer van Mars. Hoewel er abiotische manieren zijn om methaan te produceren, zoals vulkanische activiteit, is veel van dit kleurloze, geurloos, ontvlambaar gas in de atmosfeer van de aarde wordt geproduceerd door leven, zoals vee dat voedsel verteert.

"Een van de opwindende momenten voor mij was de detectie van methaan in de atmosfeer van Mars, ' zei Mickol. 'Op aarde, het meeste methaan wordt biologisch geproduceerd door vroegere of huidige organismen. Hetzelfde zou mogelijk kunnen gelden voor Mars. Natuurlijk, er zijn veel mogelijke alternatieven voor het methaan op Mars en het wordt nog steeds als controversieel beschouwd. Maar dat maakt het alleen maar spannender."

Op aarde, microben die methanogenen worden genoemd, produceren methaan, ook wel aardgas genoemd. Methanogenen leven meestal in moerassen en moerassen, maar is ook te vinden in de ingewanden van vee, termieten en andere herbivoren, evenals in dood en rottend organisch materiaal.

Methanogenen behoren tot de eenvoudigste en oudste organismen op aarde. Deze micro-organismen zijn anaëroben, wat betekent dat ze geen zuurstof nodig hebben. In plaats daarvan, ze zijn vaak afhankelijk van waterstof voor energie, en koolstofdioxide is de belangrijkste bron van koolstofatomen die ze gebruiken bij het maken van organische moleculen.

Het feit dat methanogenen geen zuurstof of fotosynthese nodig hebben, betekent dat ze net onder het oppervlak van Mars kunnen leven, beschermd tegen harde niveaus van ultraviolette straling op de Rode Planeet. Dit zou hen ideale kandidaten kunnen maken voor leven op Mars.

Echter, het gebied net onder het oppervlak van Mars wordt blootgesteld aan extreem lage atmosferische druk, normaal gesproken als onherbergzaam voor het leven beschouwd. De oppervlaktedruk op Mars varieert gemiddeld van een honderdste tot een duizendste van die van de oppervlaktedruk van de aarde in de loop van het Marsjaar, te laag voor vloeibaar water om op het oppervlak te blijven. In zo'n ijle lucht, water kookt gemakkelijk. (In tegenstelling tot, de druk op het hoogste punt op het aardoppervlak, de top van de Mount Everest, is ongeveer een derde van de oppervlaktedruk van de aarde op zeeniveau.)

Om te zien of methanogenen zulke extreem ijle lucht kunnen overleven, Mickol en Timothy Kral, de senior auteur van de studie en een astrobioloog aan de Universiteit van Arkansas in Fayetteville, geëxperimenteerd met vier soorten methanogenen. Ze omvatten:Methanothermobacter wolfeii, Methanosarcina barkeri, Methanobacterium formicicum, en Methanococcus maripaludis. Eerdere experimenten met deze vier soorten in de loop van meer dan 20 jaar hebben veel gegevens opgeleverd over deze organismen en hun overlevingspercentages in gesimuleerde Mars-omstandigheden.

De meer recente reeks experimenten, die ongeveer een jaar duurde, omvatte het kweken van de microben in reageerbuizen in vloeistoffen als een proxy voor de vloeistoffen die mogelijk door ondergrondse watervoerende lagen van Mars stromen. De microben kregen waterstofgas, en de vloeistoffen waren bedekt met wattenstaafjes, die op hun beurt waren bedekt met vuil dat simuleerde wat er op het oppervlak van Mars te vinden was. De binnenkant van elke reageerbuis werd vervolgens onderworpen aan lage drukken.

Zuurstof doodt deze methanogenen, en het handhaven van een lage druk, zuurstofvrije omgeving "was een moeilijke taak, "zei Mickol. Bovendien, water verdampt snel bij lage druk, die de duur van de experimenten kan beperken en ook het vacuümsysteem met water kan verstoppen.

Ondanks deze problemen, de onderzoekers ontdekten dat deze methanogenen allemaal een blootstelling van 3 tot 21 dagen overleefden bij drukken tot ongeveer zesduizendste van de aardoppervlaktedruk. "Deze experimenten tonen aan dat voor sommige soorten, lage druk heeft mogelijk niet echt effect op het voortbestaan ​​van het organisme, ' zei Mickol.

De wetenschappers meten ook methaan om te zien of methanogenen actief groeien bij lage druk en methaan produceren.

"De volgende stap is om ook temperatuur, ' zei Mickol. 'Mars is erg, heel koud, vaak dalend tot -100ºC (-212ºF) 's nachts, en soms, op de warmste dag van het jaar, in de avond, de temperatuur kan oplopen tot boven het vriespunt. We zouden onze experimenten net boven het vriespunt uitvoeren, maar de koude temperatuur zou de verdamping van de vloeibare media beperken en het zou een meer Mars-achtige omgeving creëren."

Mickol benadrukte dat deze experimenten niet bewijzen dat er leven bestaat op andere planeten. "Dat gezegd hebbende, met de overvloed aan leven op aarde, in alle verschillende extreme omgevingen die hier te vinden zijn, het is heel goed mogelijk dat er leven bestaat - bacteriën of kleine micro-organismen - ergens anders in het heelal, "zei ze. "We proberen dat idee gewoon te onderzoeken."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan NASA's Astrobiology Magazine. Verken de aarde en daarbuiten op www.astrobio.net.