Надзвичайно токсичне озеро показує як життя могло зберігатися на Марсі

Кілька спеціалізованих мікробів виживають в умовах, аналогічних ранній історії Марса, що може відбуватися завдяки широкому спектру адаптацій.

Про це пише видання Американської асоціації сприяння розвитку науки "EurekAlert!", передають OstanniPodii.com.

Гідротермальне кратерне озеро вулкана Поас в Коста-Риці є одним з найбільш несприятливих місць проживання на планеті. Вода тут надкисла, насичена токсичними металами, а температура варіюється від комфортної до киплячої. Крім того, повторювані "фреатичні виверження" викликають раптові вибухи пари, попелу та каміння. Попри такі смертельні виверження, гідротермальне середовище може бути місцем, де зародилися найдавніші форми життя на Землі — і, можливо, також на Марсі, якщо там коли-небудь було життя. Окрім з'ясування того, як життя може вижити у таких суворих умовах, вивчення цих мікробів дає підказки про те, чи могло та як існувало життя на Марсі.

«Одним із наших ключових висновків є те, що в цьому екстремальному вулканічному озері ми виявили лише кілька типів мікроорганізмів, але при цьому існує потенційно багато способів для їх виживання», – каже перший автор роботи Джастін Ван, аспірант Колорадського університету у Боулдері, США. «Ми вважаємо, що вони виживають на краях озера, коли відбуваються виверження. Саме тоді наявність відносно широкого спектра генів було б корисно».

Це поточне міждисциплінарне співробітництво продовжує попередню роботу від 2013 року. Тоді дослідники виявили, що у вулканічному озері Поас був лише один вид мікробів із роду Acidiphilium. Не дивно, що цей тип бактерій часто зустрічається в кислотних дренажах шахт і гідротермальних системах, та, як відомо, вони мають багато генів, пристосованих до різноманітних умов середовища.

У наступні роки відбулася серія вивержень, і команда повернулася у 2017 році, щоб перевірити, чи сталися зміни в мікробному різноманітті, а також для більш комплексного вивчення біохімічних процесів організмів. Ця остання робота показує, що біорізноманіття трохи більше, але все ще домінують бактерії Acidiphilium.

За допомогою секвенування ДНК організмів у зразках з озера команда підтвердила, що бактерії володіють широким спектром біохімічних можливостей, які потенційно допомагають їм переносити екстремальні та динамічні умови. Вони включають шляхи створення енергії за допомогою сірки, заліза, миш’яку, фіксації вуглецю (як у рослин), як простих, так і складних цукрів і біопластичних гранул (які мікроорганізми можуть створювати та використовувати як запаси енергії та вуглецю під час стресу або голодування).

«Ми очікували побачити багато зі знайдених нами генів, але не очікували такої кількості, враховуючи низьке біорізноманіття озера», — каже Ванг. «Це було неабияк неочікувано, але абсолютно елегантно. Має сенс, що саме так життя могло б пристосуватися до життя в активному вулканічному кратерному озері».

Незважаючи на часто смертельно небезпечне середовище, гідротермальні системи забезпечують більшість ключових інгредієнтів для еволюції життя, включаючи тепло, воду та енергію. Ось чому провідні теорії як для Землі, так і для Марса зосереджені на цих місцях. Поки що попередні зусилля з пошуку життя на Марсі були зосереджені на руслах або дельтах річок, але автори припускають, що слід приділяти більше уваги місцям колишніх гарячих джерел (які існували на Марсі мільярди років).

«Наше дослідження дає уявлення того, як "земне життя" могло існувати в гідротермальних середовищах на Марсі», — пояснює Ван. «Але чи існувало коли-небудь життя на Марсі та чи нагадує воно мікроорганізми, які ми тут маємо, це все ще велике питання. Ми сподіваємося, що наше дослідження допоможе скерувати розмову у потрібне русло, щоб визначити пріоритети пошуку ознак життя в цих середовищах, зокрема, є кілька хороших цілей на краю кратера Єзеро, де зараз знаходиться марсохід Perseverance».