سرنخ‌هایی از حیات میکروبی در گذشته مریخ ؛ کشف یک گونه اسیدیفیلیوم در کاستاریکا

تحقیقات نشان می‌دهد که احتمال وجود حیات میکروبی در گذشته مریخ وجود داشته است. دریاچه‌ای آتشفشانی در کاستاریکا مورد مطالعه قرار گرفته است. گروهی از میکروب‌های یافت شده در یک دریاچه آتشفشانی غنی از مواد معدنی، داغ و به شدت اسیدی در آمریکای مرکزی ممکن است سرنخ‌هایی از حیات در گذشته مریخ به ما بدهد.

مدارگردهای حال حاضر در پیرامون سیاره سرخ، نظیر مدارگرد شناسایی مریخ (MRO) ناسا و مارس اکسپرس سازمان فضایی اروپا، در کنار کاوشگرهای روح (Spirit)، فرصت (Opportunity) و مریخ‌نورد کنجکاوی (Curiosity)، تاکنون شواهدی جغرافیایی یافته‌اند که نشان می دهد حدودا ۳.۷ میلیارد سال پیش بر روی سطح مریخ فعالیت‌های گرمابی (هیدروترمال) وجود داشته است.

گازهای آتشفشانی با منابع آب در محل‌های مختلف واکنش می‌دهد و محیط‌هایی به شدت اسیدی و داغ تشکیل می‌دهد و منجر به شکل‌گیری مواد معدنی غنی از آهن، سیلیس و گوگرد می‌شوند. بررسی آنالوگ‌های زمین نشان می‌دهد امکان تشکیل حیات میکروبی در چنین محیط‌هایی وجود دارد.


بیشتر بخوانید : مریخ نورد کنجکاوی ؛ گشت و گذاری در مریخ به دنبال نشانه‌های حیات!


به طور شگفت آوری، محیط‌‌های مفرط مشابهی بر روی زمین نیز وجود دارد که “آنالوگ‌های مریخ” نام می‌گیرند و از حیات میکروبی “شدت دوست” میزبانی می‌کنند. دانشمندان گمان می‌کنند که پایگاه‌های هیدروترمالی که در گذشته درمریخ وجود داشته‌اند این قابلیت را داشته‌اند که ارگانیزم‌های این‌چنینی را میزبانی کنند. امروزه از آنالوگ‌های مریخ در این راستا استفاده می‌شود که درک بهتری از گونه حیات میکروبی احتمالی موجود در گذشته مریخ داشته باشیم.

کشف حیات میکروبی اسیددوست در یک آنالوگ مریخ در کاستاریکا

گروهی از دانشمندان دانشگاه کلورادو در بولدر، موسسه پلی‌تکنیک رنسیلر نیویورک و دانشگاه ملی کاستاریکا  برای شناسایی و توصیف میکروب‌های آنالوگی مانند دریاچه لاگونا کالینته (Laguna Caliente)، دریاچه‌ای در نزدیکی آتشفشان پواس (Poás) در کاستاریکا به فعالیت پرداختند. نتایج مطالعات آنها در ژورنال آستروبایولوی به صورت آنلاین چاپ رسید.

محققان این مطالعه این دریاچه را “یکی از مفرط‌ترین (اکستریم‌ترین) زیستگاه‌های موجود در سراسر سیاره” توصیف می‌کنند. در طول دوره‌های هفتگی و ماهیانه دمای آب این دریاچه در بازه دمای اتاق تا نقطه جوش آب متغیر است. واکنش گازهای آتشفشانی و آب منجر شده است تا اسیدیته (Ph) این محیط تا بازه منفی 1 تا 1.5 کاهش پیدا کند.

اسیدیته‌ای خیلی کمتر از اسید باتری. تغییرات فعالیت‌های آتشفشانی و میزان بارش منجر شده است تا حجم این دریاچه در طول دهه‌های مختلف متغیر باشد، از یک کیلومتر مکعب گرفته تا دورانی که تقریبا به طور کامل آب آن تبخیر شده باشد.


بیشتر بخوانید : حیات فرازمینی در سیاره زهره ؛ ابرهای جو زهره می‌توانند از حیات میکروبی میزبانی کنند


مجموعه این شرایط طیف وسیع و غنی از واکنش‌های شیمیایی را منجر شده است. به علاوه در پواس مواد معدنی آتشفشانی غنی از آهن، سیلیس و گوگرد یافت شده است. نکته مهم اینجاست که این مواد معدنی با نمونه‌های یافت شده در دهانه گوسف (Gusev Crater) که توسط مریخ‌نورد اسپیریت مورد کاوش قرار گرفت،‌ ناحیه والس مارینریس (Valles Marineris)، مریدیانی پلانوم (Meridiani Planum) و نیز حفره گیل (Gale Crater) که توسط کنجکاوی مورد کاوش قرار گرفت، مشابه هستند.

تست دی‌ان‌ای (DNA) این باکتری‌ها چه می‌گوید؟

در رستای توصیف ارگانیزم‌هایی که می‌توانند در چنین محیط‌هایی زنده بمانند، دی‌ان‌ای‌های جدا کرده از نمونه‌های موجود در آب این دریاچه را توالی‌یابی کردند. این دانشمندان توالی مربوط به ژن 16s آران‌ای را مورد بررسی قرار دادند. به این دلیل که این توالی جدا از اینکه در تمامی ارگانیزم‌ها یافت می‌شود، بخشی از توالی‌ آن در گونه‌های مختلف متفاوت است. با استفاده از این گوناگونی‌های توالی می‌توان گونه‌های مربوطه را مورد شناسایی قرار داد.

حفره گاسف مریخ
در این تصویر که مریخ‌نورد روح (Spirit) منتشر کرده است، تخته سنگی در حفره گاسف مریخ دیده می‌شود. مواد معدنی که در اینجا یافته شده است با نمونه‌های پواس کاستاریکا مشابهت دارد. (اعتبار : آزمایشگاه پیشرانش جت)

در بیشتر نمونه‌های موجود در آب این دریاچه، دانشمندان یک توالی DNA پیدا کردند که به یک تک گونه از جنس اسیدیوفیل (Acidiphilium) تعلق دارد. اسیدیوفیل‌ها گروهی از باکتری‌ها هستند که در مناطق هیدروترمال اسیدی کره زمین زنده می‌مانند. به علاوه گونه اسیدیفیلیوم می‌تواند در دمای ۴۵ درجه سیلیسیوس (۱۱۳ درجه فارنهایت) زنده بماند.

این میانگین دمایی است که نمونه‌های دریاچه لاگونا کالینته در آن به سر می‌برند. با این حال باید به این نکته نیز توجه کرد؛ درحالی که بازه سطح اسیدیته (Ph) مورد نیاز برای گونه‌ شناخته شده Acidiphilium بین 1.5 تا 5.5 است، Ph دریاچه مورد مطالعه به طرز شدیدی اسیدی و 0.29 است.

بنابراین آمار، دانشمندان پیشنهاد می‌کنند که آنچه کشف شده است یک گونه به شدت مقاوت به اسید از Acidiphilium‌هاست که تاکنون مورد اکتشاف واقع نشده بودند.

مطابق گفته‌های برایان هینک (Brian Hynek)، جغرافی‌دان و استاد دپارتمان علوم جغرافیا دانشگاه کلرادو و آزمایشگاه فیزیک فضایی و جوی و نیز نویسنده ارشد این مطالعه، این دریاچه یکی از معدود اکوسیستم‌های روی زمین است که یک تک گونه یه صورت تک کشت (monoculture) در آن زندگی می‌کند. پروفسور هینک به مجله آستروبایولوژی گفت :

پیدا کردن یک تک گونه در یک اکوسیستم اتفاق بسیار نادری است. معمولا اگر محیط بسیار مفرط باشد، هیچ حیات میکروبی در آن مشاهده نمی‌کنیم. یا اگر افراط سایت‌ها کمتر باشد شاهد رشد گونه‌های زیادی خواهیم بود. به دلیل شرایط دینامیک و ویژگی‌های مفرط، حیات موجود در این دریاچه از نظر توانایی تاب‌آوری در لبه مرز حیات روی زمین قرار می‌گیرد.

به طور همزمان نمونه‌های این دریاچه با سایر گونه‌های اسیدیفیلوم در ویژگی‌های جزئی مورد مقایسه قرار گرفته است.

آیا مریخ واقعا اسیدی بوده است؟

با توجه به فراوانی انواع مختلف مواد معدنی آهن و گوگرد در سطح مریخ و شواهدی که از وجود سیستم‌های هیدروترمال با میان‌کنش‌های اسید-سولفات می‌گویند، دانشمندان پیشنهاد می‌کنند که ارگانیزم‌های مشابه با اسیدیفیلوم، ممکن است با ارگانیزم‌هایی که در گذشته مریخ وجود داشته‌اند مشابه باشند. مطالعه انجام شده می‌تواند اطلاعات خوبی برای ماموریت‌های آینده مریخ که به جستجوی نشانه‌های حیات میکروبی در آن می‌پردازند، کمک کند.


بیشتر بخوانید : مریخ ۲۰۲۰ با ۲۳ چشم؛ با مریخ‌نورد جدید ناسا آشنا شوید


دکتر جک فارمر (Jack Farmer)، جغرافی‌دان و آستروبایولوژیست مدرسه اکتشافات فضا و زمین دانشگاه ایالت آریزونا به میزان اهمیت مطالعه بر روی حیات اکستریموفیل‌ها (شدت‌دوست‌ها) در محیط‌های آبی اشاره می‌کند. او به مجله آستروبایولوژی می‌گوید :

من فکر می‌کنم بسیاری از افراد در انجمن سیاره‌ای با این ایده موافق خواهند بود که زیست‌پذیر بودن چیزی بیشتر از پیروی از آب است. فارق از این موضوع ما نیاز داریم تا از جزئیات کیفی آن محیط آبی نظیر پی‌اچ، دما، شیمی و میکروبیولوژی اطلاع داشته باشیم. به علاوه اینکه این فاکتور‌ها چگونه کنشی در مقال یکدیگر دارند که منجر به زیست‌پذیر بودن و شکل دهی به محدودیت‌های حیات بر روی زمین شده است.

با این حال دکتر فارمر هشدار می‌دهد که :

ما هنوز جزئیات آنچه پراکندگی حیات بر روی کره زمین را کنترل می‌کند را نمی‌دانیم و نیاز داریم تا در مورد چگونگی استفاده از آنالوگ‌های بالقوه زمین احتیاط به خرج دهیم. این مطالعه بر روی اکستریموفیل‌ها یک گام بسیار ارزشمند در مسیر اصلاح مفهومی است که به آن زیست‌پذیری می‌گوییم

این مطالعه توسط برنامه آنالیز داده مریخ (MDAP) ناسا و مرکز مطالعه خواستگاه‌ها در دانشگاه کلرادو حمایت شده است.

بیشتر بخوانید :

.

منبع :‌ Astrobio



ارسال نظر