Çalışma, Mars’ta hangi mikroorganizmaların hayatta kalmak için ihtiyaç duyacağını inceliyor

Mars’ta henüz yaşam bulunamadı, ancak bunun mümkün olabileceği koşulları keşfetmek heyecan verici. Berlin Teknik Üniversitesi (TU Berlin) ile Leibniz Tatlı Su Ekolojisi ve İç Balıkçılık Enstitüsü (IGB) liderliğindeki bir ekip, mikroorganizmaların perkloratlara adaptasyonunu düzenleyen hücresel süreçleri inceledi. Mikroorganizmalar stres tepkilerini bazı çöllerde ve Mars’ta görülen bu tuza genetik olarak uyarlayabilirlerse Kızıl Gezegen’de hayatta kalmaları mümkün olabilir.

Ekibin çalışmalarını anlatan makalesi dergide yayınlandı Çevresel Mikrobiyoloji.

Bildiğimiz şekliyle yaşam, enerji ve CHNOPS’un mevcudiyetini gerektirir. Bu kısaltma karbon, hidrojen, nitrojen, oksijen, fosfor ve kükürt anlamına gelir. Eser elementler ve sıvı su da vazgeçilmezdir. Bunun çoğu Mars’ta mevcuttur: Enerji, güneş ışığı veya kimyasal işlemlerle sağlanabilir, karbon, ince ancak karbondioksit açısından zengin atmosfer yoluyla elde edilebilir ve diğer temel elementler, gezegenin yüzeyinde, regolit adı verilen şeyde bol miktarda bulunur.

Bununla birlikte, sıvı su, yaklaşık 6 milibarlık düşük atmosfer basıncı (karşılaştırma için, Dünya üzerindeki ortalama hava basıncı yaklaşık 1 bardır) ve donma noktasının altındaki ortalama sıcaklıklar nedeniyle bir zorluktur. Mars yüzeyinin yakınında su üretmenin birkaç yolundan biri, sıvılaşma yoluyla geçici olarak kararlı tuz çözeltileri oluşturmaktır.

Bu süreçte bir tuz atmosferden su emer ve içinde çözünür. Perkloratlar (ClO) dahil olmak üzere Mars’ta birçok higroskopik tuz vardır.₄^–), atmosferden suyu kolayca emer ve suyun donma noktasını düşürür. Ayrıca bazen Dünya’da çok kuru çöllerde meydana gelirler.

Bu su, belirli mikroorganizma gruplarının metabolizmasını sürdürmek için teorik olarak yeterlidir. Ancak perkloratların hücrede stresi ne şekilde tetiklediği şimdiye kadar çok az biliniyordu.

“Mars’taki potansiyel mikrobiyal yaşamı anlamak için, mikroorganizmaların bu tür stres etkenleriyle nasıl başa çıktıklarını bulmak önemlidir, çünkü mikroplar ancak iyi bir stres tepkisi geliştirirlerse yüksek tuz konsantrasyonlarıyla başa çıkabilir ve bu tür tuzlardan gerçekten faydalanabilirler. TU Berlin’den ilk yazar Jacob Heinz, “donma noktasının erimesi ve düşürülmesi olarak” dedi.

Araştırma ekibi, Debaryomyces hansenii mayasının perklorata özgü stres tepkisini analiz etmek için Robert Koch Enstitüsü (RKI) tarafından geliştirilen bir proteomik protokolü kullandı ve bunu yaygın olarak bilinen tuz stresi uyarlamalarıyla karşılaştırdı.

Araştırmacılar, sodyum klorür ve sodyum perklorata verilen stres tepkilerinin birçok ortak metabolik özelliği paylaştığını buldular; örneğin, aynı sinyal yolları, artan enerji metabolizması veya ozmolit oluşumu.

“Bununla birlikte, perklorata özgü birkaç yeni stres tepkisi de belirledik. Örneğin, muhtemelen protein yapılarını ve hücre zarını stabilize etmek için proteinlerin glikozilasyonu ve hücre duvarının yeniden şekillenmesi. Life on Mars”, IGB’den ortak yazar Hans-Peter Grossart açıkladı.

Dirk, “Mars’ta yaşam arıyorsak, açık fikirli olmalıyız, çünkü Mars’a özgü mikroplar – eğer varsalar – kesinlikle Dünya’da meydana gelmeyebilecek farklı biyokimyasal süreçlerle Mars’taki çevresel koşullara uyarlanmıştır” dedi. Çalışmanın ortak yazarı ve IGB ve TU Berlin’de bilim insanı olan Schulze-Makuch. Ancak Dünya’daki organizmaların Mars’taki perkloratlar gibi stres faktörleriyle nasıl başa çıktığını araştırırsak, Mars’taki yaşamın zorlu çevre koşullarıyla nasıl başa çıkabileceğine dair ilk ipuçlarına sahip olacağız.”