Deinococcus radiodurans (sevgiyle “Conan the Bacterium” olarak bilinir) Mars’ın zorlu ortamında hayatta kalmak için özellikle çok uygundur. Deneylerde, dondurucu ve kurak ortamda astronomik miktarlarda radyasyondan kurtuldu. Kredi bilgileri: Michael J. Daly/USU
Yeni bir çalışma, yaşamı ortaya çıkarma şansını buluyor Mars önceden beklenenden daha iyidir.
- Araştırmacılar, kurumuş, donmuş bakteri ve mantarların ne kadar süre hayatta kalabileceğini görmek için Mars’ın sert iyonlaştırıcı radyasyon koşullarını simüle etti.
- Önceki çalışmalar, ‘Bakteri Conan’ın (Deinococcus radiodurans) Mars’ın sert iyonlaştırıcı radyasyonunda bir milyon yıldan fazla hayatta kalabileceğini buldu.
- Yeni bir çalışma, bu rekoru kırdı ve doyurucu bakterinin gömülmesi durumunda 280 milyon yıl hayatta kalabileceğini buldu.
- Bu, yaşamın kanıtlarının hala uykuda olabileceği ve Mars yüzeyinin altına gömülebileceği anlamına geliyor.
Yeni bir çalışmanın bulgularına göre, Mars’tan ilk örnekler Dünya’ya geri döndüğünde, bilim adamları eski uyuyan bakterileri aramaya başlamalılar.
Türünün ilk örneği olan bir çalışmada, bir araştırma ekibi, eski bakterilerin Mars’ta yüzeye yakın bir yerde önceden varsayıldığından çok daha uzun süre hayatta kalabileceğini keşfetti. Ayrıca, bakteriler gömüldüğünde ve böylece galaktik kozmik radyasyondan ve güneş protonlarından korunduğunda çok daha uzun süre hayatta kalabilirler.
Bu bulgular, Mars’ta yaşamın evrimleşmesi durumunda biyolojik kalıntılarının gelecekteki görevlerde ortaya çıkabileceği olasılığını güçlendiriyor. Bu gelecekteki görevler arasında ExoMars (Rosalind Franklin gezgini) ve yüzeyin 2 metre altından malzeme çıkarmak için matkaplar taşıyacak Mars Life Explorer yer alıyor.
Bilim adamları, Mars’ın zorlu ortamına rağmen belirli bakteri türlerinin hayatta kalabileceğini kanıtladığından, bu aynı zamanda gelecekteki astronotların ve uzay turistlerinin kendi otostop bakterileriyle Mars’ı istemeden kirletebilecekleri anlamına geliyor.
Bildiri bugün (25 Ekim) dergide yayınlanacaktır. Astrobiyoloji. Araştırma ekibi dahil kuzeybatı ÜniversitesiBrian Hoffman ve Ajay Sharma.
Deinococcus radiodurans (sevgiyle “Conan the Bacterium” olarak bilinir) Mars’ın zorlu ortamında hayatta kalmak için özellikle çok uygundur. Deneylerde, dondurucu ve kurak ortamda astronomik miktarlarda radyasyondan kurtuldu. Kredi bilgileri: Michael J. Daly/USU
Üniformalı Hizmetler Sağlık Bilimleri Üniversitesi’nde (USU) patoloji profesörü Michael Daly, “Model organizmalarımız, hem Mars’ın ileri kontaminasyonu için hem de Dünya’nın geriye doğru kontaminasyonu için vekiller olarak hizmet ediyor,” dedi. Araştırmayı yöneten Ulusal Akademiler Gezegeni Koruma Komitesi üyesi. “Önemli olan, bu bulguların biyolojik savunma etkileri de var, çünkü Şarbon gibi biyolojik ajanların tehdidi, askeri ve yurt savunması için bir endişe olmaya devam ediyor.”
Araştırmanın kıdemli yazarlarından Hoffman, “Mars’taki karasal kirlenmenin esasen kalıcı olacağı sonucuna vardık – binlerce yıllık zaman dilimlerinde” dedi. “Bu, Marslı yaşamı aramak için bilimsel çabaları karmaşıklaştırabilir. Aynı şekilde, mikroplar Mars’ta evrimleşmiş olsaydı, günümüze kadar hayatta kalabilirlerdi. Bu, Mars örneklerinin geri gönderilmesinin Dünya’yı kirletebileceği anlamına geliyor.”
Hoffman, Charles E. ve Emma H. Morrison Kimya Profesörü ve Northwestern Üniversitesi’nde moleküler biyobilimler profesörüdür. Weinberg Sanat ve Bilim Koleji. O da üye Yaşam Süreçleri Kimya Enstitüsü.
Mars simülasyonu
Mars sert ve affetmez bir çevreye sahiptir. Ortalama -80 derece olan kurak ve dondurucu koşullar Fahrenhayt (-63 derece Santigrat) orta enlemlerde, Kızıl Gezegeni yaşam için elverişsiz hale getirin. Daha da kötüsü: Mars, yoğun galaktik kozmik radyasyon ve güneş protonları tarafından sürekli olarak bombalanıyor.
Daly, Hoffman ve işbirlikçileri, bu koşullarda yaşamın hayatta kalıp kalamayacağını araştırmak için önce mikrobiyal yaşamın iyonlaştırıcı radyasyon hayatta kalma sınırlarını belirledi. Daha sonra, altı tür Dünyalı bakteri ve mantarı, donmuş ve kuru olan simüle edilmiş bir Mars yüzeyine maruz bıraktılar ve onları gama ışınları veya protonlarla (uzaydaki radyasyonu taklit etmek için) zapladılar.
Hoffman, “Mars atmosferinde akan su veya önemli su yoktur, bu nedenle hücreler ve sporlar kurur” dedi. “Mars’taki yüzey sıcaklığının kabaca kuru buza benzer olduğu da biliniyor, bu yüzden gerçekten derinden donmuş durumda.”
Sonuç olarak, araştırmacılar bazı karasal mikroorganizmaların yüz milyonlarca yıllık jeolojik zaman dilimlerinde Mars’ta potansiyel olarak hayatta kalabileceğini belirlediler. Aslında bilim adamları, belirli bir sağlam mikropun, Deinococcus radyodurans (sevgiyle “Bakteri Conan” olarak bilinir), özellikle Mars’ın zorlu koşullarında hayatta kalmak için çok uygundur. Yeni deneylerde, Conan the Bacterium, dondurucu ve kurak ortamda astronomik miktarlarda radyasyondan kurtuldu – çok daha uzun ömürlü basil Dünyada milyonlarca yıl yaşayabilen sporlar.
radikal radyasyon
Radyasyonun etkilerini test etmek için ekip, numuneleri yüksek dozlarda gama radyasyonu ve protonlara maruz bıraktı – Mars’ın yakın yeraltında aldığı gibi – ve bir mikroorganizmanın derinlere gömülmesi durumunda meydana gelebilecek çok daha küçük dozlar.
Daha sonra, Hoffman’ın Northwestern’deki ekibi, yayılan mikroorganizmaların hücrelerinde manganez antioksidanlarının birikimini ölçmek için gelişmiş bir spektroskopi tekniği kullandı. Hoffman’a göre, bir mikroorganizmanın veya sporlarının hayatta kalabileceği radyasyon dozunun boyutu, içerdiği manganez antioksidanlarının miktarı ile ilişkilidir. Bu nedenle, daha fazla manganez antioksidanı, radyasyona karşı daha fazla direnç ve daha iyi hayatta kalma anlamına gelir.
Daha önceki çalışmalarda, önceki araştırmacılar, Conan the Bacterium’un sıvı içinde asılı kaldığında, Mars yüzeyinin hemen altında yaklaşık 1,2 milyon yıl eşdeğeri olan 25.000 birim radyasyonda (veya “griler”) hayatta kalabileceğini bulmuşlardır. Ancak yeni çalışma, doyurucu bakteri kurutulduğunda, donduğunda ve derinlere gömüldüğünde – ki bu bir Mars ortamına özgü olurdu – 140.000 gri radyasyonu havaya uçurabileceğini buldu. Bu doz, bir insanı öldürebilecek dozdan 28.000 kat daha fazladır.
Conan the Bacterium, ultraviyole ışıkla yıkandığında yüzeyde yalnızca birkaç saat hayatta kalabilse de, gölgelendiğinde veya doğrudan Mars yüzeyinin altında bulunduğunda ömrü önemli ölçüde artar. Mars yüzeyinin sadece 10 santimetre altına gömülü olan Conan the Bacterium’un hayatta kalma süresi 1,5 milyon yıla çıkıyor. Ve 10 metre derine gömüldüğünde, balkabağı rengindeki bakteri, 280 milyon yıl boyunca hayatta kalabilir.
Gelecekteki misyonlara bakmak
Araştırmacılar, bu şaşırtıcı hayatta kalma başarısının kısmen bakterinin genomik yapısı sayesinde olduğunu buldu. Uzun süredir şüphelenilen araştırmacılar, Conan the Bacterium’un kromozomlarının ve plazmitlerinin birbirine bağlı olduğunu, onları mükemmel bir hizada tuttuğunu ve yoğun radyasyondan sonra onarım için hazır olduğunu keşfettiler.
Bu, Conan the Bacterium’a benzer bir mikrop, suyun Mars’ta en son aktığı bir zamanda evrimleşmişse, canlı kalıntılarının derin yeraltında hala uykuda olabileceği anlamına gelir.
“Rağmen D. radyodurans Daly, Mars’ta akan su kaybolduğundan bu yana, Mars’ın yeraltına gömüldüğü tahmin edilen 2 ila 2,5 milyar yıl boyunca uykuda hayatta kalamadı, bu tür Mars ortamları düzenli olarak değiştirilir ve göktaşı etkileriyle erir, “dedi Daly. “Periyodik erimenin aralıklı yeniden nüfusa ve dağılmaya izin verebileceğini öneriyoruz. Ayrıca, Mars yaşamı bir zamanlar var olsaydı, şimdi Mars’ta yaşayabilir yaşam formları olmasa bile, makromolekülleri ve virüsleri çok, çok daha uzun süre hayatta kalacaktı. Bu, Mars’ta yaşam geliştiyse, bunun gelecekteki görevlerde ortaya çıkma olasılığını güçlendiriyor.”
Referans: “Kurutma ve donmanın mikrobiyal iyonlaştırıcı radyasyon sağkalımına etkileri: Mars numune dönüşüne ilişkin hususlar” 25 Ekim 2022, Astrobiyoloji.
DOI: 10.1089/ast.2022.0065
Çalışma, Savunma Tehditlerini Azaltma Ajansı (hibe numarası HDTRA1620354) ve Ulusal Sağlık Enstitüleri (hibe numarası GM111097) tarafından desteklenmiştir.