Чрезвычайно токсичное озеро показывает, как жизнь могла сохраняться на Марсе

Несколько специализированных микробов выживают в условиях, аналогичных ранней истории Марса, что может происходить благодаря широкому спектру адаптаций.

Об этом пишет издание Американской ассоциации содействия развитию науки "EurekAlert!", передают OstanniPodii.com.

Гидротермальное кратерное озеро вулкана Поас в Коста-Рике является одним из самых неблагоприятных мест обитания на планете. Вода здесь сверхкислая, насыщенная токсичными металлами, а температура варьируется от комфортной до кипящей. Кроме того, повторяющиеся "фреатические извержения" вызывают внезапные взрывы пара, пепла и камней. Несмотря на смертельные извержения, гидротермальная среда может быть местом, где зародились древнейшие формы жизни на Земле — и, возможно, также на Марсе, если там когда-либо была жизнь. Кроме того, как жизнь может выжить в таких суровых условиях, изучение этих микробов дает подсказки о том, могла ли и как существовала жизнь на Марсе.

«Одним из наших ключевых выводов является то, что в этом экстремальном вулканическом озере мы нашли лишь несколько типов микроорганизмов, но при этом существует потенциально много способов их выживания», – говорит первый автор работы Джастин Ван, аспирант Колорадского университета в Боулдере, США. «Мы считаем, что они выживают на краях озера, когда происходят извержения. В это время наличие относительно широкого спектра генов было бы полезно».

Это текущее междисциплинарное сотрудничество продолжает работу с 2013 года. Тогда исследователи обнаружили, что на вулканическом озере Поас был только один вид микробов из рода Acidiphilium. Неудивительно, что этот тип бактерий часто встречается в кислотных дренажах шахт и гидротермальных системах и, как известно, они имеют много генов, приспособленных к различным условиям среды.

В последующие годы прошла серия извержений, и команда вернулась в 2017 году, чтобы проверить, произошли ли изменения в микробном разнообразии, а также для более комплексного изучения биохимических процессов организмов. Эта последняя работа показывает, что биоразнообразие немного больше, но все еще доминируют бактерии Acidiphilium.

С помощью секвенирования ДНК организмов в образцах из озера, команда подтвердила, что бактерии обладают широким спектром биохимических возможностей, которые потенциально помогают им переносить экстремальные и динамические условия. Они включают пути создания энергии с помощью серы, железа, мышьяка, фиксации углерода (как у растений), как простых, так и сложных сахаров и биопластичных гранул (которые микроорганизмы могут создавать и использовать как запасы энергии и углерода во время стресса или голодания).

«Мы ожидали увидеть многие из найденных нами генов, но не ожидали такого количества, учитывая низкое биоразнообразие озера», — говорит Ванг. «Это было очень неожиданно, но совершенно элегантно. Имеет смысл, что именно так жизнь могла бы приспособиться к жизни в активном кратерном вулканическом озере».

Несмотря на смертельно опасную среду, гидротермальные системы обеспечивают большинство ключевых ингредиентов для эволюции жизни, включая тепло, воду и энергию. Вот почему ведущие теории как для Земли, так и для Марса сосредоточены на этих местах. Пока предыдущие усилия по поиску жизни на Марсе были сосредоточены на руслах или дельтах рек, но авторы предполагают, что следует уделять больше внимания местам бывших горячих источников (существовавших на Марсе миллиарды лет).

«Наше исследование дает представление о том, как «земная жизнь» могла существовать в гидротермальных средах на Марсе», — объясняет Ван. «Но существовала ли когда-нибудь жизнь на Марсе и напоминает ли она микроорганизмы, которые у нас здесь, это все еще большой вопрос. Мы надеемся, что наше исследование поможет направить разговор в нужное русло, чтобы определить приоритеты поиска признаков жизни в этих средах, в частности есть несколько хороших целей на краю кратера Езеро, где сейчас находится марсоход Perseverance».