حقوق الصورة: NASA / JPL
خلال إحاطة مهمة وكالة ناسا يوم الثلاثاء حول التقدم المحرز في المسبار في Meridiani Planum ، قدم المستكشف الرئيسي للمريخ الاستكشافي (MER) ، ستيف سكويرز ليس فقط أدلة مائية جديدة مذهلة ، ولكن قطعة أخرى جديدة للغز الفلكي البيولوجي الأكبر: الماء والكبريت. "مع هذه الكمية من الكبريتات [ما يصل إلى أربعين بالمائة من أملاح الكبريت في بعض الأماكن بالقرب من موقع هبوط فرصة الفرص] ، يجب أن يكون لديك نوع من الماء."
لكن العلماء هم فقط أول قطعة أحجية في أي صورة بيولوجية مستقبلية للكوكب الأحمر ، وفقًا لعلماء المهمة. تم التأكيد على هذا الشعور من خلال النظر في عدد قليل من قطع الألغاز التي لا تزال مفقودة. الوقت على سبيل المثال هو عنصر واحد لم يتم النظر فيه بعد. كتب Rocco Mancinelli ، أحد علماء معهد SETI ، "نحن نعلم أن العناصر الحيوية الأساسية والثانوية الأساسية موجودة على كوكب المريخ ، والعامل الأساسي في تحديد ما إذا كان يمكن أن تنشأ الحياة على كوكب المريخ يكمن في تحديد ما إذا كانت المياه السائلة موجودة على سطحه للحصول على ما يكفي زمن. إن تاريخ المياه يكمن في معادن الصخور ".
الإقامة والطاقة
ولكن الآن بعد أن أظهرت بعض الأجزاء المحلية من المريخ وعدًا معدنيًا لمثل هذه المياه على الأقل "مغمورة" مؤقتًا في سجلها الجيولوجي ، ما هي المكونات الرئيسية الأخرى التي قد تكون مطلوبة بعد ذلك ، خاصة لدعم حالة مقنعة للسكنية القديمة؟ يطرح السؤال الصعب مقارنةً بما يعرفه علماء الأحياء الدقيقة عن الحياة على الأرض ، لذلك يجب على المرء أن يبدأ بتجربة أبسط: كيف يمكن لميكروبات الأرض الصلبة البقاء على قيد الحياة اليوم على كوكب المريخ؟
ليس جيدًا بشكل خاص ، وفقًا لمعظم علماء الأحياء الدقيقة. إن المشكلات المركبة لدرجات الحرارة المنخفضة والضغوط المنخفضة والطاقة النادرة متعددة الجوانب على كوكب المريخ الحالي ، حتى عندما يتم اعتبار "اليوم" ليشمل العشرات الأخيرة من ملايين السنين في تاريخ الأرصاد الجوية للمريخ.
مقارنة بمتوسط درجة حرارة الأرض 15 درجة مئوية (59 درجة فهرنهايت) ، يبلغ متوسط درجة حرارة المريخ عالميًا -53 درجة مئوية (-63.4 درجة فهرنهايت). بينما ترتفع درجات الحرارة العابرة من حين لآخر فوق نقطة تجمد الماء في المناطق الاستوائية حول موقعي الهبوط ، تحتاج معظم السيناريوهات البيولوجية إلى دفعة معززة من الدفء الأساسي. عادة ما تطرح حالة صالحة للسكن للكوكب الأحمر كوكبًا من كوكب المريخ المفقود منذ فترة طويلة - حالة أكثر رطوبة ودفئًا مما قد يبدو معاديًا لأصعب أشكال الحياة المعروفة اليوم.
الجيل التالي من أفضل الميكروبات ، Desulfotomaculum
ولكن بمجرد تحديد مصدر المياه ، ربما تكون المشكلة المباشرة الأكبر على كوكب المريخ هي الغلاف الجوي الرقيق للغاية وغير القابل للتنفس ، والذي يمثل مجرد واحد بالمائة من ضغط مستوى سطح البحر. إذا تعرض على سطح ما ، فإن ميكروبًا على سطح المريخ اليوم سيتلاشى ويتجمد بسرعة. أي أنه ما لم يكن بوسعه أن يسحب نوعًا من السبات بمجرد أن تتحول البيئة إلى أقصى حد لبيولوجيتها المفضلة. يجب على المرشح الجرثومي الواعد أن يطور بعض الوسائل للتكاثر ، حيث أنه سيثبت زيادة كبيرة في السبات خلال فترات طويلة عندما يتحول الطقس المريخي إلى حالة غير مضيافة.
طرح العلماء الذين أثاروا اهتمامهم بدليل المياه القديم - والمحلي حتى الآن - الذي تم اكتشافه بالقرب من موقع الفرصة - السؤال المضارب: هل ستقدم البكتيريا التي تشكل البكتيريا ، والتي تقلل من الكبريتات ، نموذجًا حيويًا جديدًا للجيل القادم من الباحثين عن الميكروبات في المريخ؟
وفقًا لأحد أعضاء فريق فايكنغ و MER المخضرم ، بنتون كلارك ، كان أحد هؤلاء المرشحين منافسًا رئيسيًا للتغلب على الظروف المريخية القاسية التي يمكن أن تضغط على الميكروب بشكل قاتل. قال كلارك ، من شركة لوكهيد مارتن في دنفر ، "لقد كان لدي دائمًا كائن مفضل ، Desulfotomaculum ، وهو كائن حي يمكنه العيش من الكبريتات ، كما نجد في هذه الصخور".
منذ عام 1965 ، عندما تم اكتشاف وتصنيف الجراثيم لأول مرة ، قدمت بيولوجيتها بعضًا من أفضل التطرف من أجل البقاء الميكروبي. إن العيش بدون أشعة الشمس أثناء تكوين الأبواغ عندما يصبح الطقس باردًا أو جافًا يمكن أن يجعل هذا الكائن الحي الصعب نموذجًا يجب التفكير فيه بين علماء الكواكب في المستقبل.
استقلال الطاقة الشمسية البدائية
بشكل فضفاض ، يعني اسم Desulfotomaculum "نقانق" يقلل مركبات الكبريت. وهو كائن على شكل قضيب. اللاتينية ، -Tomaculum ، تعني "النقانق". Desulfotomaculum هو لاهوائية ، مما يعني أنه لا يتطلب الأكسجين. يوجد في اليابسة في التربة ، والمياه ، ومناطق الحرارة الجوفية ، وفي أمعاء الحشرات وكرش الحيوانات. تعتمد دورة حياتها على تقليل مركبات الكبريت مثل كبريتات المغنيسيوم (أو أملاح إبسوم) إلى كبريتيد الهيدروجين.
تستخدم الميكروبات التي تعمل على استقلاب الكبريت شكلاً بدائيًا للغاية لتوليد الطاقة: إن عملها الكيميائي لا يقل أهمية عن موطنها المباشر. من ما نعرفه عن ظروف الأرض المبكرة ، ربما كانت ساخنة ، وكان هناك الكثير من الأشعة فوق البنفسجية. لقد كان جوًا مختزلًا ، لذا فإن أشياء مثل كبريتيد الهيدروجين كمصدر غير عضوي للطاقة هي على الأرجح ما كان متاحًا للاستخدام. على الأرض ، تنمو بعض أنواع Desulfotomaculum بشكل مثالي عند 30-37 Cمئوية ولكنها يمكن أن تنمو في درجات حرارة أخرى اعتمادًا على أي من الأنواع 20 تقريبًا من Desulfotomaculum يتم استزراعها.
على الكوكب شديد البرودة والجفاف حتى الآن بعيدًا عن الشمس ، فإن أي شيء يتم استقلابه بنجاح سيستفيد أيضًا من بعض المسارات الجديدة غير التمثيل الضوئي لإنتاج الطاقة. من المدهش أنه في حين أن بعض أنواع مخاطر الإشعاع على المريخ يمكن أن تكون غادرة ، فإن نقص أشعة الشمس فوق البنفسجية نفسها يمثل مشكلة فورية. ما هو نوع وكثافة ضوء الشمس الذي قد يكون أكثر فائدة للحياة الخضراء أو الحياة الغنية بالكلوروفيل على الأرض؟ أو متى يمكن أن يزدهر الميكروب فقط بظل مفيد من تغطية التربة أو نتوء صخري داكن. قد يكون العمل بدون أشعة الشمس المباشرة هو المعيار المريخي.
يحتاج [Desulfotomaculum] إلى بعض الهيدروجين ليتماشى مع ذلك ، لكن [الكبريت] هو مصدر طاقته. قال كلارك: "يمكن أن تعمل بشكل مستقل عن الشمس." "السبب الذي يعجبني الكائن الحي الأخير هو أنه يمكن أن يشكل جراثيم أيضًا ، لذلك يمكنه السبات خلال هذه الأوقات المؤقتة على كوكب المريخ بين النوبات الأكثر دفئًا والاختلافات في الانحراف [الشمسي] الذي نعرفه."
قال كلارك: "بالإضافة إلى الأدلة المادية على الحفريات ، يمكنك الحصول على أدلة كيميائية. اتضح أن الكبريت هو واحد من تلك الراسمات التي تعمل بشكل جيد في التجزئة النظائرية. عندما تقوم الكائنات الحية بمعالجة الكبريت ، فإنها تميل إلى تجزئة النظائر بشكل مختلف عن الطرق الجيولوجية أو المعدنية ... لذا فهناك كائنات حية وطرق نظيرية للبحث عنها. لإجراء التحليل النظائري ، ربما ستعيد العينات إلى الأرض ".
الحفاظ على الحياة
عالج الجيولوجي بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، جون غروتزينغر ، السؤال الصعب حول كيف يمكن لمخطط المهمة المستقبلية أن يبدأ في صياغة استراتيجية بيولوجية شاملة. بعد الهبوط بنجاح بالقرب من هذا النوع من النتوء في موقع الفرصة ، هل يمكن لبعثة المريخ المستقبلية أن تبحث عن دليل على الحياة الأحفورية؟ "والجواب على هذا السؤال بسيط جدا. على الأرض ، وهي التجربة الوحيدة التي لدينا ، من النادر جدًا العثور على أحافير محفوظة في الصخور القديمة. عليك أن تفعل كل ما تستطيع لتحسين الوضع من أجل الحفاظ عليها ".
منذ بداية مهمة الفرصة ، قال أندرو نول ، عالم الحفريات بجامعة هارفارد وعضو فريق العلوم MER لمجلة Astrobiology ، "السؤال الحقيقي الذي يريد المرء أن يضعه في الاعتبار عند التفكير في Meridiani هو: ما هي ، إن وجدت ، توقيعات أن علم الأحياء يتم الحفاظ عليه بالفعل في الصخور المستقرة ديناميكيًا؟ .. إذا كان الماء موجودًا على سطح المريخ لمدة 100 عام كل 10 ملايين سنة ، فهذا ليس مثيرًا للاهتمام بالنسبة لعلم الأحياء. إذا كانت موجودة لمدة 10 مليون سنة ، فهذا مثير للاهتمام ".
أكد غروتزينغر: "أنت قلق أولاً بشأن الحفظ". "أنت تستهدف استراتيجيتك لتحسين الحفظ. إذا كان هناك شيء ما ، فإن هذه [الشروط] يمكن أن تكون مثالية لكبسولات الوقت ... لكنها تمثل تحديًا. ... نريد أن نحث على توخي الحذر في تفسير هذه النتائج في هذه المرحلة. "
واختتم سكوايرز بقولهم "ابقوا معنا".
المصدر الأصلي: مجلة ناسا / علم الأحياء الفلكية
