Experimentele microbieel geassisteerde chemolithotrofie biedt de mogelijkheid om de vermeende bioveranderingsprocessen van de Marskorst te traceren. Een studie over de Noachian Martian breccia Northwest Africa (NWA) 7034, samengesteld uit oude (ca. 4,5 Gyr oude) korstmaterialen van Mars heeft een uniek prototype van microbieel leven opgeleverd dat experimenteel is ontworpen op echt Marsmateriaal. Zoals de onderzoekers laten zien in het huidige nummer van Natuur Communicatie Aarde en Milieu , deze levensvorm van een puur Mars-ontwerp is een rijke bron van voor Mars relevante biosignaturen. De studie werd geleid door Tetyana Milojevic, het hoofd van de Space Biochemistry-groep aan de Universiteit van Wenen.

Het vroege Mars wordt beschouwd als een omgeving waar mogelijk leven had kunnen bestaan. Er was een tijd in de geologische geschiedenis van Mars dat het erg op de aarde had kunnen lijken en het leven had kunnen herbergen zoals wij dat kennen. In tegenstelling tot de huidige omstandigheden op Mars, lichamen van vloeibaar water, warmere temperatuur en hogere atmosferische druk hadden in de vroege geschiedenis van Mars kunnen bestaan. Potentiële vroege vormen van leven op Mars zouden in staat moeten zijn geweest om energie te halen uit anorganische minerale bronnen en CO . te transformeren ₂ in biomassa. Dergelijke levende wezens zijn steenetende micro-organismen die 'chemolithotrofen' worden genoemd, " die in staat zijn de energie van stenen om te zetten in energie van het leven.

Marsrotsen als energiebron voor oude levensvormen

"We kunnen aannemen dat er in de beginjaren van de rode planeet levensvormen bestonden die vergelijkbaar zijn met chemolithotrofen, ", zegt astrobioloog Milojevic. De sporen van dit oude leven (biosignaturen) kunnen bewaard zijn gebleven in de Noachische terreinen met vochtrijke oude geologische geschiedenis en minerale bronnen die gekoloniseerd zouden kunnen zijn door chemolithotrofen. Om de voor Mars relevante biosignaturen goed te kunnen beoordelen, het is van cruciaal belang om chemolithotrofen in Martiaanse relevante mineralogische instellingen te overwegen.

Een van de zeldzame stukjes Mars-rots is onlangs verpletterd om de kenmerken van het leven op basis van Mars-materialen te visualiseren. De onderzoekers gebruikten de echte Noachian Martian breccia Northwest Africa (NWA) 7034 (bijgenaamd "Black Beauty") om de extreme thermoacidofiele Metallosphaera sedula te kweken, een oude bewoner van terrestrische thermale bronnen. Dit brecciated regolith-monster vertegenwoordigt de oudst bekende Marskorst van de oude kristallisatietijdperken (ca. 4,5 Ga).

Een exemplaar van "Black Beauty"

"Black Beauty is een van de zeldzaamste stoffen op aarde, een unieke Mars-breccia gevormd door stukjes Mars-korst (sommige zijn gedateerd op 4,42 ± 0,07 miljard jaar) en miljoenen jaren geleden uitgeworpen van het oppervlak van Mars. We moesten een vrij gewaagde aanpak kiezen om enkele grammen kostbaar Marsgesteente te verpletteren om het mogelijke uiterlijk van de vroegste en eenvoudigste levensvorm van Mars na te bootsen, " zegt Tetyana Milojevic, corresponderende auteur van de studie, over de sonde die werd geleverd door collega's uit Colorado, ONS..

Als resultaat, zagen de onderzoekers hoe een donkere, fijnkorrelige grondmassa van Black Beauty werd gebiotransformeerd en gebruikt om constitutieve delen van microbiële cellen op te bouwen in de vorm van biominerale afzettingen. Met behulp van een uitgebreide toolbox met geavanceerde technieken in samenwerking met het Oostenrijkse centrum voor elektronenmicroscopie en nanoanalyse in Graz, de onderzoekers onderzochten unieke microbiële interacties met de echte Noachian Martian breccia tot op nanoschaal en atomaire resolutie. M. sedula die op Mars-korstmateriaal leefde, produceerde duidelijke mineralogische en metabolische vingerafdrukken, die een mogelijkheid kunnen bieden om de vermeende biologische veranderingsprocessen van de Marskorst te traceren.

Analyse van metabolische en mineralogische vingerafdrukken

"Gegroeid op Mars-korstmateriaal, de microbe vormde een robuuste minerale capsule bestaande uit gecomplexeerd ijzer, mangaan- en aluminiumfosfaten. Afgezien van de enorme korstvorming van het celoppervlak, we hebben intracellulaire vorming waargenomen van kristallijne afzettingen van zeer complexe aard (Fe, Mn oxiden, gemengde Mn-silicaten). Dit zijn onderscheidende unieke kenmerken van groei op de breccia van Noachian Mars, die we niet eerder hebben waargenomen bij het kweken van deze microbe op terrestrische minerale bronnen en een steenachtige chondritische meteoriet, " zegt Milojevic, die onlangs een ERC Consolidator Grant ontving voor haar onderzoek naar de biogeniciteit van materialen op Mars.

De waargenomen veelzijdige en complexe biomineralisatiepatronen van M. sedula gekweekt op Black Beauty onthulden de rijke, diverse mineralogie en multimetallische aard van deze oude Mars-meteoriet. De unieke biomineralisatiepatronen van door Black Beauty gekweekte cellen van M. sedula benadrukken het belang van experimenten met echte Marsmaterialen voor Mars-relevant astrobiologisch onderzoek. "Astrobiologisch onderzoek naar Black Beauty en andere soortgelijke monsters kan onschatbare kennis opleveren voor de analyse van geretourneerde Mars-monsters om hun potentiële biogeniciteit te beoordelen, " besluit Milojevic.