Ζωή ενός καθαρού Αρειανού σχεδίου

συντάκτης nikos · Δημοσιεύτηκε 20 Φεβρουαρίου 2021 · Ενημερώθηκε 20 Φεβρουαρίου 2021

Ένα πείραμα του Πανεπιστημίου της Βιέννης

για αρχαίες μορφές ζωής

στο κομμάτι μετεωρίτη «Μαύρη Ομορφιά»

Επιμέλεια: Νίκος Μόσχοβος

19:53:21,02/20/2021

Mικρόβιο καλλιεργημένο στο κομμάτι του μετεωρίτη «Μαύρη Ομορφιά»-Φωτογραφία: © Tetyana Milojevic

Ένα μοναδικό πρωτότυπο μικροβιακής ζωής που έχει σχεδιαστεί σε ένα πραγματικό υλικό από τον Άρη: Η μικροσκοπική εικόνα ηλεκτρονικής μετάδοσης της σάρωσης του ακραίου θερμοακιδόφιλου «Metallosphaera sedula» που αναπτύχθηκε στο κομμάτι του μετεωρίτη «Μαύρη Ομορφιά» (σ.σ. προερχόμενου από τον Άρη). Η εικόνα αποκαλύπτει μη ομοιογενές, τραχύ και χοντρό κυτταρικό εσωτερικό του ακραίου θερμοακιδόφιλου «Metallosphaera sedula» γεμάτο με κρυσταλλικές εναποθέσεις. Φωτογραφία: © Tetyana Milojevic

Η πειραματική μικροβιακά υποβοηθούμενη χημειολιθοτροφία παρέχει σήμερα μια ευκαιρία για την ανίχνευση των πιθανών διαδικασιών βιοδιαλλαγής του φλοιού του Άρη. Μια πειραματική μελέτη σχετικά με το κομμάτι μετεωρίτη «Noachian Martian breccia Northwest Africa (NWA) 7034» αποτελούμενη από αρχαία κρούστα (ηλικίας περίπου 4,5 δισεκατομμυρίων χρόνων – Gyr) από τον Άρη, έγινε με υπεύθυνη την επικεφαλής της ομάδας διαστημικής βιοχημείας – αστροβιολόγο της Σχολής Χημείας του Πανεπιστημίου της Βιέννης, Dr. Tetyana Milojevic δίνοντας ένα μοναδικό πρωτότυπο μικροβιακής ζωής που έχει σχεδιαστεί πειραματικά σε ένα πραγματικό Αριανό υλικό!

Τα μέλη της ερευνητικής ομάδας καταδεικνύουν στο τρέχον τεύχος του «Nature Communications Earth and Environment» ότι αυτή η ζωή ενός καθαρού Αρειανού σχεδιασμού είναι μια πλούσια πηγή βιολογικών υπογραφών που σχετίζονται με τον Άρη.

Ο πρώιμος Άρης

Ο πρώιμος Άρης θεωρείται ως ένα περιβάλλον, όπου η ζωή θα μπορούσε ενδεχομένως να έχει υπάρξει. Υπήρξε μια εποχή στη γεωλογική ιστορία του Άρη, η οποία θα μπορούσε να ήταν πολύ παρόμοια με τη Γη και να διατηρούσε τη ζωή,όπως την ξέρουμε. Σε αντίθεση με τις τρέχουσες συνθήκες του Άρη, θα μπορούσαν να έχουν υπάρξει σώματα υγρού νερού,θερμότερη θερμοκρασία και υψηλότερη ατμοσφαιρική πίεση στην πρώιμη ιστορία του.

Πιθανές πρώιμες μορφές ζωής στον Άρη θα ήταν ίσως σε θέση να χρησιμοποιήσουν τα προσβάσιμα αποθέματα του κόκκινου πλανήτη: Έτσι, θα μπορούσαν αυτές να «αντλήσουν» ενέργεια από τις ανόργανες πηγές ορυκτών και να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) σε βιομάζα. Τέτοιες ζωντανές οντότητες είναι διάφοροι μικροοργανισμοί που «τρώνε» βράχους κι ονομάζονται «χημειολιτροτροφικά». Αυτοί οι μικροοργανισμοί είναι ικανοί να μετατρέψουν την ενέργεια των λίθων σε ενέργεια της ζωής.

Άρης- Φωτογραφία από Alexander Antropov από το Pixabay

Υπήρξε μια εποχή στη γεωλογική ιστορία του Άρη, η οποία θα μπορούσε να ήταν πολύ παρόμοια με τη Γη και να διατηρούσε τη ζωή,όπως την ξέρουμε.Φωτογραφία από Alexander Antropov από το Pixabay

Τα πετρώματα του Άρη ως πηγή ενέργειας για αρχαίες μορφές ζωής

«Μπορούμε να υποθέσουμε ότι υπήρχαν μορφές ζωής παρόμοιες με τις χημειολιθοτροφικές ουσίες εκεί στα πρώτα χρόνια του κόκκινου πλανήτη», λέει η αστροβιολόγος Tetyana Milojevic. Τα ίχνη αυτής της αρχαίας ζωής (βιογραφίες) θα μπορούσαν να διατηρηθούν μέσα στα εδάφη στο γεωλογικό σύστημα του κόκκινου πλανήτη «Noachian» με πλούσια σε υγρασία αρχαία γεωλογική ιστορία κι ορυκτές πηγές που θα μπορούσαν να είχαν αποικιστεί από τα χημειολιτροτροφικά. Γι΄ αυτό το σκοπό θα πρέπει να αξιολογηθούν σωστά οι σχετικές «βιολογικές υπογραφές» του Άρη κι αποτελεί θέμα ζωτικής σημασίας να εξεταστούν τα χημειολιθοτροφικά σε ορυκτολογικά περιβάλλοντα σχετικά με τον κόκκινο πλανήτη.

Οι έρευνες χρησιμοποίησαν το γνήσιο κομμάτι μετεωρίτη «Noachian Martian breccia Northwest Africa (NWA) 7034» ( σ.σ. το επονομαζόμενο ως «Μαύρη Ομορφιά») για να αναπτύξουν το ακραίο θερμοακιδόφιλο «Metallosphaera sedula», έναν αρχαίο κάτοικο των επίγειων ιαματικών πηγών. Αυτό το δείγμα ρεκόλιθου του συγκεκριμένου μετεωρίτη είναι ο παλαιότερος γνωστός φλοιός του Άρη επί των αρχαίων χρόνων κρυστάλλωσης (περίπου 4,5 δισεκατομμυρίων ετών ή 4,5 Ga ).

Ένα δείγμα της «Μαύρης Ομορφιάς»

«Η «Μαύρη Ομορφιά» είναι μία από τις σπανιότερες ουσίες στη Γη κι αποτελεί ένα μοναδικό δείγμα του κόκκινου πλανήτη που σχηματίζεται από διάφορα κομμάτια φλοιού του Άρη (σ.σ. Μερικά από αυτά χρονολογούνται στα 4,42 ± 0,07 δισεκατομμύρια χρόνια) και εκτοξεύθηκανπριν από εκατομμύρια χρόνια εκ της επιφάνειάς του.Επιλέξτε μια αρκετά τολμηρή προσέγγιση για τη σύνθλιψη λίγων γραμμαρίων πολύτιμων βράχων του Άρη για να αναδημιουργήσετε την πιθανή εμφάνιση της πρώτης και απλούστερης μορφής ζωής σ’ αυτόν », λέει η Dr.Tetyana Milojevic.

Ως αποτέλεσμα, παρατήρησαν οι ερευνητές πώς μια σκοτεινή λεπτόκοκκη μάζα της «Μαύρης Ομορφιάς» μετασχηματίστηκε βιολογικά και χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία συστατικών μερών μικροβιακών κυττάρων με τη μορφή βιολογικών ορυκτών.

Κατά τη διάρκεια του πειράματος χρησιμοποιήθηκε μια ολοκληρωμένη εργαλειοθήκη τεχνικών αιχμής σε εποικοδομητική συνεργασία με τους επιστήμονες του Αυστριακού Κέντρου Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας και Νανοανάλυσης στο Γκρατς.Οι ερευνητές εξερεύνησαν τις μοναδικές μικροβιακές αλληλεπιδράσεις με το γνήσιο κομμάτι μετεωρίτη «Noachian Martian breccia Northwest Africa (NWA) 7034» σε νανοκλίμακα και ατομική ανάλυση.Το ακραίο θερμοακιδόφιλο «Metallosphaera sedula»,που ζούσε σε υλικό του φλοιού του περτρώματος, παρήγαγε ξεχωριστά ορυκτολογικά – μεταβολικά δακτυλικά αποτυπώματα, τα οποία μπορούν να δώσουν την ευκαιρία να εντοπιστούν οι υποτιθέμενες διαδικασίες βιοδιαλλαγής του φλοιού του Άρη!

Ανάλυση των μεταβολικών και ορυκτολογικών δακτυλικών αποτυπωμάτων

«Καλλιεργημένο σε υλικό από την κρούστα του Άρη σχημάτισε το μικρόβιο μια ανθεκτική κάψουλα ορυκτών αποτελούμενη από σύνθετο φωσφορικό σίδηρο, μαγγάνιο και αλουμίνιο. Εκτός από τη μαζική επικάλυψη της κυτταρικής επιφάνειας, έχουμε παρατηρήσει ένα ενδοκυτταρικό σχηματισμό κρυσταλλικών αποθέσεων πολύ σύνθετης φύσης (Fe, Mn οξείδια, μικτά πυριτικά Mn). Αυτά είναι διακριτά μοναδικά χαρακτηριστικά ανάπτυξης στο γνήσιο κομμάτι μετεωρίτη «Noachian Martian breccia Northwest Africa (NWA) 7034». Αυτά τα χαρακτηριστικά δεν τα παρατηρήσαμε προηγουμένως, όταν καλλιεργούσαμε αυτό το μικρόβιο σε επίγειες πηγές ορυκτών και σ’ έναν πετρώδη χονδρικό μετεωρίτη», λέει η Dr. Milojevic, η οποία διερευνά περαιτέρω τη βιογένεια των υλικών του Άρη.

Η πιθανή βιογονικότητα

Τα παρατηρούμενα πολύπλευρα και πολύπλοκα μοτίβα βιολογικής εξόρυξης του ακραίου θερμοακιδόφιλου «Metallosphaera sedula», που «καλλιεργούνται» στη «Μαύρη Ομορφιά» μπορούν να δηλωθούν από την πλούσια, ποικίλη ορυκτολογία και την πολυμεταλλική φύση αυτού του αρχαίου μετεωρίτη του Άρη. Τα μοναδικά μοτίβα βιομεταποίησης των κυττάρων του «Metallosphaera sedula», που «καλλιεργούνται» ήδη στη «Μαύρη Ομορφιά», τονίζουν την επιστημονική σημασία των πειραμάτων σε γνήσια υλικά του Άρη για αστροβιολογικές έρευνες που συσχετίζονται με τον κόκκινο πλανήτη.«Η έρευνα της αστροβιολογίας για τη «Μαύρη Ομορφιά» και άλλων παρόμοιων «Λουλουδιών του Σύμπαντος» μπορεί να μας προσφέρει ανεκτίμητες γνώσεις για την ανάλυση των δειγμάτων του Άρη που «έπεσαν» στη Γη (σ.σ. Ο μετεωρίτης βρέθηκε στο Rabt Sbayta, στην περιοχή Ghredad Sabti, το 2011 στην έρημο της Σαχάρας), προκειμένου να εκτιμηθεί η πιθανή βιογονικότητά τους», καταλήγει η Dr. Milojevic.