Verleidelijk nieuw bewijs heeft gesuggereerd dat er mogelijk een zout meer is onder een gletsjer op Mars. Hoewel pekel bij vriestemperaturen niet klinkt als de meest gastvrije omgeving, het is moeilijk om weerstand te bieden aan de vraag of organisch leven daar zou kunnen overleven - of zelfs een soort van leven zou kunnen maken.

Maar wat voor soort levensvorm zou het kunnen zijn? Omdat Mars ooit een veel meer waterige plek was, het kan inderdaad een oude levensvorm herbergen - gefossiliseerd of levend. Het is ook mogelijk dat microben van de aarde per ongeluk de planeet hebben besmet tijdens eerdere ruimteverkenningsmissies, en niet onaannemelijk dat ze nu in het meer verblijven.

Het is echter onwaarschijnlijk dat we grotere dieren in het meer zullen vinden. Er zijn insecten, vissen en andere organismen op aarde die in staat zijn te leven bij temperaturen onder het vriespunt. Mars, echter, mist de voedselwebben die nodig zijn om hogere organismen in stand te houden. Daarentegen, veel micro-organismen zijn in staat om vijandige omgevingen te bewonen, zelfs als er geen andere organismen aanwezig zijn.

Uit onderzoek op aarde weten we dat veel microben in pekel kunnen overleven. Een recente studie onthulde dat gemeenschappen van dergelijke "halofiele microben", organismen die zijn aangepast om bij hoge zoutgehaltes te leven, zijn divers en rijk aan biomassa – zelfs wanneer ze verzadigd zijn met natriumchloride (keukenzout).

Veel terrestrische halofielen zijn taai - zeer tolerant voor ultraviolet licht en lage temperaturen. Sommige zijn in staat tot cellulaire ademhaling in afwezigheid van zuurstof. Bepaalde halofiele microben – waaronder de schimmel Aspergillus penicillioides , de bacterie Halanaerobium en methaanproducerende organismen die bekend staan ​​als archaea - kunnen mogelijk overleven in een martiaanse pekel.

Lage temperatuur

De belangrijkste belemmering voor het leven is waarschijnlijk de onbetaalbaar lage temperatuur (ongeveer -70ºC). Toch zijn de temperaturen op Mars eigenlijk minder koud dan die in diepvriezers op aarde worden gebruikt om microbiële cellen of ander biologisch materiaal in een slapende maar levensvatbare toestand te bewaren (-70ºC tot -80ºC). Bovendien, sommige zouten kunnen zelfs voorkomen dat pekel bevriest, zelfs bij temperaturen die zo laag zijn als verwacht in het Marsmeer. Het staat daarom buiten twijfel dat sommige microbiële systemen op Mars kunnen worden bewaard (en waarschijnlijk overleven).

Inderdaad, we weten dat microben lange perioden in rust kunnen overleven - zelfs zonder vloeibaar water. We weten nog niet hoe lang, maar waarschijnlijk duizenden jaren en misschien veel langer. Planten en dieren zoals rondwormen - die kwetsbaarder zijn voor schade dan sommige microben - zijn nieuw leven ingeblazen uit permafrost nadat ze ongeveer 30 jaar bevroren waren gebleven, 000 tot 42, 000 jaar op aarde.

Er zijn ook microben teruggevonden uit vloeistoffen in oude zoutkristallen. En gefossiliseerde cellen van een deel van het eerste leven op aarde zijn bewaard gebleven in oude rotsen - inclusief die geassocieerd met zouten.

Soorten zout

Wat lastiger is om aan te tonen, is dat cellen actief kunnen zijn onder omstandigheden op Mars. Vloeibaar water is essentieel voor de microbiële functie, en watermassa's op aarde die celpopulaties ondersteunen, kunnen enorm in schaal variëren - van oceanen of meren tot dunne films van watermoleculen die onzichtbaar zijn voor het blote oog.

Zout helpt bepalen of microbiële activiteit in het water kan plaatsvinden. Het aandeel watermoleculen in een oplossing wordt de relatieve molaire fractie van water genoemd - ook wel "wateractiviteit" genoemd. Deze parameter kan bepalen of leven op een bepaalde plaats en tijd aannemelijk is. Alle micro-organismen hebben een optimale waarde voor wateractiviteit, en een minimumwaarde waarbij hun metabolische activiteit stopt (deze varieert sterk, afhankelijk van de microbe en de omgevingsomstandigheden).

De soorten zout en voedingsstoffen die in water zijn opgelost, beïnvloeden de wateractiviteit. Sommige opgeloste stoffen verdunnen watermoleculen en houden ze vast via chemische bindingen, soms voorkomen dat cellen er toegang toe hebben. De chemische aard van opgeloste verbindingen kan daarom bepalen of eiwitten, membranen en andere systemen waarvan het leven afhankelijk is, behouden voldoende stabiliteit en flexibiliteit om intact en functioneel te blijven.

Terwijl pekels die gedomineerd worden door natriumchloride veruit de meest voorkomende zijn op aarde, sulfaatzouten waren gebruikelijk op het oude Mars, en zijn vandaag de dag nog steeds gangbaar. Maar we weten niet zeker of dit soort zout aanwezig is in het meer op Mars. Als het is, het kan slecht nieuws zijn voor microben. Eén studie heeft aangetoond dat pekels die sulfaatzouten bevatten, in feite een hogere ionsterkte kunnen hebben (een maat voor de elektrische lading van een zoutoplossing) dan die op aarde. waardoor ze minder bewoonbaar kunnen worden. Het exacte mechanisme dat hieraan ten grondslag ligt, echter, blijft onduidelijk.

Andere soorten zout, inclusief magnesiumchloride en perchloraten, verbeteren de flexibiliteit van biologische moleculen bij temperaturen onder het vriespunt en stimuleren zo het cellulaire metabolisme. dergelijke zouten, die bekend staan ​​als "chaotroop", kan de groei van microben mogelijk maken bij veel lagere temperaturen dan normaal. De aanwezigheid van andere organische stoffen die chaotroop zijn – waaronder glycerol, alcoholen en fructose – kunnen ook het cellulaire metabolisme stimuleren onder [vijandige omstandigheden], zoals bij lage temperatuur of lage wateractiviteit.

Pekels zijn dus complex en, hoewel we veel weten over de biofysische grenzen voor het leven op aarde, er is weinig bekend over de stressbiologie van de overgrote meerderheid van de terrestrische microben. Als een subglaciaal zout meer op Mars wordt bevestigd, we zullen eerst moeten bepalen welke zouten er zijn om meer te weten over de implicaties voor het cellulaire leven.

Bewaarkamer?

Dus van wat we weten over het leven op aarde, lage wateractiviteit, zouten, chaotrope omstandigheden en temperaturen rond -70ºC kunnen elk het leven in stand houden. Maar behouden blijven is niet precies hetzelfde als springlevend zijn. De bekende limieten voor groei op aarde liggen in het bereik van -15ºC tot -20ºC voor de meest veerkrachtige microbiële soorten. De limieten voor cellulair metabolisme liggen ergens tussen de -20ºC en -40ºC. Dat betekent dat er tot nu toe geen terrestrische microbe is geïdentificeerd die de cellulaire functie zou kunnen behouden onder de omstandigheden die over het algemeen op Mars voorkomen.

Als terrestrische microben inderdaad aanwezig zijn in de omgeving van Mars, ze kunnen heel goed leven en toch inactief zijn, en hebben waarschijnlijk het potentieel om de activiteit te hervatten zodra de lokale temperatuur stijgt tot een biologisch toelaatbaar niveau. En als er eenmaal actief leven is op Mars, het is logisch om aan te nemen dat er ook evolutie van dat leven zal plaatsvinden.

Een subglaciaal zout Marsmeer is, in werkelijkheid, eerder een bewaarkamer dan een wieg van het leven. Hoe dan ook, het is nog steeds buitengewoon opwindend nieuws - waardoor het meer een perfect doelwit wordt voor toekomstige ruimtemissies die zijn ontworpen om te zoeken naar de tekenen van oud leven.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.