Forskere har fundet bakterier i sten – her er, hvad det kan betyde for liv på Mars

Fundet af bakterier i sten under havets overflade tyder på, at liv på Mars kan være mere sandsynligt end hidtil antaget. Hvis disse mikroskopiske væsener kunne trives under disse forhold på Jorden, teoretiserer forskerne, kan livsformer også have dannet sig i lignende strukturer på den røde planet.

Bakterierne blev fundet inde i tynde sprækker i klipper, der blev fundet under havbunden under Stillehavet. Det hold, der har gjort fundet, mener, at sprækkerne kan rumme samlinger af bakterier, der er lige så rige og mangfoldige som den menneskelige tarm – omkring 10 milliarder celler pr. kubikcentimeter (0,06 kubikcentimeter). Det er 100 millioner gange så tæt som den gennemsnitlige fordeling af bakterier på havbunden i det område, hvor prøverne blev indsamlet.

“Jeg er nu næsten ved at overforvente, at jeg kan finde liv på Mars. Hvis ikke, må det være sådan, at livet er afhængig af en anden proces, som Mars ikke har, som f.eks. pladetektonik,” udtalte Yohey Suzuki, lektor ved University of Tokyo.

I wanna rock!

Lava bryder ud fra undervandsvulkaner ved temperaturer på op til 1.200 grader Celsius (2.200 Fahrenheit). Dette materiale afkøles i det kolde vand og danner sten fyldt med små sprækker. I løbet af millioner af år fyldes disse sprækker (på op til 1 mm eller 1/25 tomme i diameter) med ler, ligesom det ler, der bruges til at skabe keramik. Bakterier finder snart vej ind i leret, hvor de kan formere sig og blomstre op til store kolonier.

Prøverne blev indsamlet fra farvandene i det sydlige Stillehav i slutningen af 2010 under det integrerede havboringsprogram (IODP). Ekspeditionsholdet indsamlede kerneprøver fra tre steder mellem Tahiti og New Zealand.

“Forfædrenes mikrober kom sandsynligvis ind med havvandet, der strømmede gennem bruddene i basalten. Leret blev dannet på stedet, fra ændring af basalten. Typisk oceanisk basalt er omkring 15 % brud, når den er ung. Havvandet strømmer kontinuerligt gennem disse brud. Efterhånden som sekundære mineraler (som f.eks. ler) vokser i bruddene, mindskes brudvolumenet. På trods af denne mineralvækst forbliver nogle brud åbne nok til, at havvandets strømning gennem basalten kan fortsætte i mange titusind millioner år (i hele den 100+ millioner år lange levetid for basalten i vores undersøgelse)”, forklarede Dr. Steven D’Hondt fra University of Rhode Island, der ledede Stillehavsekspeditionen, til The Cosmic Companion.

Missionen var udstyret med et bor, der var forbundet med et 5,7 kilometer langt metalrør. Boret skar sig gennem op til 125 meter materiale under havbunden. Prøvekerner på 6,2 cm (2,4 tommer) i diameter afslørede ca. 75 meter (245 fod) sediment over 44 meter (130 fod) fast bjergart.

“Den øvre oceaniske skorpe består hovedsageligt af basaltisk lava. Den er blevet skabt kontinuerligt på Jorden i ~3,8 milliarder år. Basaltisk lava er udbrudt og størknet ved mellemoceaniske rygge, hvor basalt-vandreaktioner med høj temperatur giver betydelig energi til opretholdelse af kemosyntetisk liv,” beskriver forskerne i Communications Biology.

Analyse afslørede en bred vifte af aldre for trioen af prøver. Den ene kerne viste sig at være 13,5 millioner år gammel, mens en anden var 20 millioner år ældre end det. Den ældste af prøverne viste sig at være dannet 104 millioner år før vor tidsregning.

Hver kerne blev indsamlet fra områder med god afstand til hydrotermiske slamslukningssteder eller vandkanaler under havbunden. Denne placering ville være med til at sikre, at de bakterier, der blev fundet i leret i prøverne, blev dannet naturligt i sprækkerne.

“Disse sprækker er et meget venligt sted for liv. Lermineraler er som et magisk materiale på Jorden; hvis man kan finde lermineraler, kan man næsten altid finde mikrober, der lever i dem,” forklarede Suzuki.

Hvor de blev behandlet til undersøgelse, blev ydersiden af hver kerneprøve steriliseret ved hjælp af en vask af kunstigt havvand og en hurtig forbrænding, svarende til den måde, som en kok kan flammeskære mad på.

Den grønne maskine

For ti år siden ville forskere, der undersøgte kerneprøver, have hugget det yderste lag af prøvesøjlen væk og knust det materiale, der fandtes i de indre områder af kernen. Cellerne i den knuste sten ville derefter blive talt.

Den første analyse af prøverne afslørede ikke tilstedeværelsen af bakterier langt nede under havbunden.

“Antallet af mikrobielle celler er lavere end på alle tidligere borede steder. Tælbare celler forsvinder med stigende dybde i sedimentet på alle steder i det sydlige Stillehavsgyre,” beskrev forskerne i 2011.

Geologer, kemikere og biologer brugte mere end et årti på at udvikle og forfine nye testmetoder.

Ispireret af den måde, hvorpå tynde skiver af kropsvæv forberedes til undersøgelse, forberedte Suzuki tynde skiver af kerneprøver og brugte særlig epoxy til at holde stykkerne sammen. Prøverne blev derefter behandlet med farvestof, der farvede DNA’et, og prøverne blev undersøgt ved hjælp af forskellige mikroskoper.

Teamet fandt aerobe bakterier, der skinnede som grønne kugler, pakket sammen i lysende orange rør, den afslørende struktur af ler. Forskerne foreslår, at disse tunneler kan koncentrere næringsstoffer, som bakterierne bruger som brændstof, hvilket gør dem til et attraktivt hjem for mikroorganismerne.

DNA’et fra bakterierne i lerstrukturerne blev også undersøgt i detaljer. Forskerne fandt en række forskellige bakteriearter, som var unikke for hvert af de tre steder, hvorfra der blev udtaget prøver. Forskerne foreslår, at stenprøvernes alder kan have spillet en rolle i styringen af spredningen af forskellige arter på hvert sted.

Denne undersøgelse tyder på, at mikroskopiske livsformer på Mars også kan koncentrere sig i lignende strukturer, hvilket kan være et velkomment hjem for bakterier i det barske Marsmiljø. Nasa-videoen nedenfor viser, at organiske materialer er blevet opdaget i gamle klippeformationer på Mars af Curiosity-roveren.

“Mineraler er som et fingeraftryk for, hvilke forhold der var til stede, da leret blev dannet. Neutrale til let basiske niveauer, lav temperatur, moderat saltindhold, jernrigt miljø, basaltsten – alle disse forhold er fælles for det dybe hav og Mars’ overflade,” siger Suzuki.

En undersøgelse fra 2017 foreslog, at methanogener – en af de ældste former for liv på Jorden, der bruger kuldioxid og brint til at overleve – kunne trives i Mars’ lavtryksatmosfære.

“I alle de miljøer, vi finder her på Jorden, er der en eller anden form for mikroorganisme i næsten alle. Det er svært at tro, at der ikke også er andre organismer derude på andre planeter eller måner,” udtalte Rebecca Mickol, astrobiolog ved University of Arkansas og ledende forsker på methanogenundersøgelsen.

Selv om Mars har et barskt miljø, er det stadig et af de mest sandsynlige steder i solsystemet, hvor man kan finde fremmed liv. Nu ved vi, at vi kan kigge ind i bittesmå lertunneller for at finde ud af, hvor udenjordiske organismer måske stadig gemmer sig.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Cosmic Companion af James Maynard, en astronomijournalist, fan af kaffe, sci-fi, film og kreativitet. Maynard har skrevet om rummet, siden han var 10 år, men han er “stadig ikke Carl Sagan.” Du kan læse den originale artikel her.