Baktériumokat találtak a tudósok a sziklák belsejében – íme, mit jelenthet ez az életre a Marson

Az óceánfelszín alatti sziklák belsejében található baktériumok felfedezése arra utal, hogy az élet a Marson valószínűbb lehet, mint eddig hitték. Ha ezek a mikroszkopikus lények ilyen körülmények között tudtak boldogulni a Földön, a kutatók elmélete szerint életformák alakulhattak ki hasonló struktúrákban a vörös bolygón is.

A baktériumokat a Csendes-óceán alatti óceánfenékről előkerült kőzetek vékony repedéseiben találták. A felfedezést végző csoport úgy véli, hogy a repedések olyan gazdag és változatos baktériumgyűjteményeknek adhatnak otthont, mint az emberi bélrendszer – köbcentiméterenként (0,06 köbcentiméter) nagyjából 10 milliárd sejtnek. Ez 100 milliószor sűrűbb, mint a baktériumok átlagos eloszlása az óceánfenéken abban a régióban, ahol a mintákat gyűjtötték.

“Most már szinte túlságosan is várom, hogy életet találjak a Marson. Ha nem, akkor biztos, hogy az élet valamilyen más folyamatra támaszkodik, ami a Marson nem létezik, például a lemeztektonikára” – nyilatkozta Yohey Suzuki, a Tokiói Egyetem docense.

Kősziklát akarok!

A víz alatti vulkánokból 1200 Celsius-fokos (2200 Fahrenheit) hőmérsékleten tör ki a láva. Ez az anyag a hűvös vízben lehűl, és apró repedésekkel teli sziklákat képez. Az évmilliók során ezek a repedések (legfeljebb 1 mm vagy 1/25 hüvelyk átmérőjűek) agyaggal töltődnek fel, hasonlóan a kerámia készítéséhez használt agyaghoz. A baktériumok hamarosan utat találnak az agyagba, ahol elszaporodhatnak, és nagy kolóniákat alkotnak.

A mintákat a Csendes-óceán déli részének vizéből gyűjtötték 2010 végén az Integrált Óceáni Fúrási Program (IODP) során. Az expedíció csapata Tahiti és Új-Zéland között három helyen gyűjtött magmintákat.

“Az ősi mikrobák valószínűleg a bazaltban lévő repedéseken keresztül áramló tengervízzel kerültek be. Az agyag a helyén, a bazalt átalakulásából alakult ki. A tipikus óceáni bazalt fiatal korában kb. 15%-ban repedezett. A tengervíz folyamatosan áramlik ezeken a töréseken keresztül. Ahogy a másodlagos ásványok (mint például az agyag) növekednek a törésekben, a törések térfogata csökken. Az ásványok növekedése ellenére néhány törés elég nyitott marad ahhoz, hogy a tengervíz áramlása a bazalton keresztül sok tízmillió évig (a vizsgálatunkban szereplő bazalt teljes, több mint 100 millió éves élettartama alatt) folytatódjon” – magyarázta a The Cosmic Companionnak Dr. Steven D’Hondt a Rhode Island-i Egyetemről, aki a csendes-óceáni expedíciót vezette.

A küldetés egy 5,7 kilométer hosszú fémcsőhöz csatlakoztatott fúróval volt felszerelve. A fúró akár 125 méter (410 láb) vastagságú anyagot is átvágott az óceánfenék alatt. A 6,2 cm (2,4 hüvelyk) átmérőjű mintamagok nagyjából 75 méter (245 láb) üledéket tártak fel 44 méter (130 láb) szilárd kőzet felett.

“A felső óceáni kéreg főként bazaltos lávából áll. A Földön ~3,8 milliárd éve folyamatosan keletkezik. A bazaltlávát az óceánközépi gerinceknél törik fel és szilárdul meg, ahol a magas hőmérsékletű bazalt-víz reakciók jelentős energiát biztosítanak a kemoszintetikus élet fenntartásához” – írják a kutatók a Communications Biology című szaklapban.

Az elemzés a mintatrió korának széles skáláját mutatta ki. Az egyik magot 13,5 millió évesnek találták, míg egy másik 20 millió évvel idősebbnek. A legrégebbi mintáról kiderült, hogy 104 millió évvel időszámításunk előtt keletkezett.

Mindegyik magot a tengerfenék alatti hidrotermális nyílásoktól vagy vízcsatornáktól jól elkülönülő régiókból gyűjtötték. Ez a pozícionálás segíthetett abban, hogy a mintákban található agyagokban található baktériumok természetes módon, a hasadékokban alakultak ki.

“Ezek a hasadékok nagyon barátságos hely az élet számára. Az agyagásványok olyanok, mint egy varázslatos anyag a Földön; ha találunk agyagásványokat, akkor szinte mindig találunk bennük élő mikrobákat” – magyarázta Suzuki.”

A vizsgálathoz való feldolgozás előtt minden egyes magminta külsejét mesterséges tengervízzel és gyors égetéssel sterilizálták, hasonlóan ahhoz, ahogyan egy szakács lángvágással égeti az ételt.

A zöld gép

Egy évtizeddel ezelőtt a magmintákat vizsgáló kutatók lekaparták volna a mintaoszlop külső rétegét, és összetörték volna a mag belső régióiban talált anyagot. Az összetört kőzetben lévő sejteket ezután megszámolták volna.

A minták első elemzése nem mutatta ki a baktériumok jelenlétét messze az óceánfenék alatt.

“A mikrobiális sejtek száma alacsonyabb, mint az összes korábban fúrt helyen. A megszámlálható sejtek eltűnnek az üledék mélységének növekedésével a Csendes-óceán déli gyűrűjének minden helyszínén” – írták le a kutatók 2011-ben.

Geológusok, vegyészek és biológusok több mint egy évtizedet töltöttek új vizsgálati módszerek kidolgozásával és finomításával.

Azzal, ahogyan a testszövetek vékony szeleteit előkészítik a vizsgálathoz, a Suzuki vékony szeleteket készített a magmintákból, speciális epoxi segítségével összetartva a darabokat. A mintákat ezután a DNS-t festékkel festő festékkel kezelték, majd a mintákat különböző mikroszkópok segítségével vizsgálták.

A csapat zöld gömbökként ragyogó aerob baktériumokat talált, amelyek világító narancssárga csövekbe tömörülve az agyag árulkodó szerkezetét mutatják. A kutatók szerint ezek az alagutak koncentrálhatják a tápanyagokat, amelyeket a baktériumok üzemanyagként használnak, így vonzó otthont jelentenek a mikroorganizmusok számára.

Az agyagszerkezetekben lévő baktériumok DNS-ét is részletesen megvizsgálták. A kutatók különböző baktériumfajokat találtak, amelyek mindhárom helyszínen, ahonnan a mintákat vették, egyediek voltak. A kutatók szerint a kőzetminták kora szerepet játszhatott a különböző fajok elszaporodásának irányításában az egyes helyszíneken.

Ez a tanulmány arra utal, hogy a Marson is hasonló struktúrákban koncentrálódhatnak a mikroszkopikus életformák, amelyek a zord marsi környezetben szívesen látott otthont biztosítanak a baktériumoknak. A NASA alábbi videóján látható, hogy a Curiosity rover szerves anyagokat fedezett fel a Mars ősi sziklaalakzataiban.

“Az ásványok olyanok, mint egy ujjlenyomat arról, hogy milyen körülmények uralkodtak az agyag kialakulásakor. Semleges vagy enyhén lúgos szint, alacsony hőmérséklet, mérsékelt sótartalom, vasban gazdag környezet, bazaltkőzet – mindezek a feltételek közösek a mély óceán és a Mars felszíne között” – mondta Suzuki.

Egy 2017-es tanulmány szerint a metanogének – a Föld egyik legősibb életformája, amely szén-dioxidot és hidrogént használ a túléléshez – a Mars alacsony nyomású légkörében virágozhatnak.

“Minden környezetben, amit itt a Földön találunk, szinte mindegyikben van valamilyen mikroorganizmus. Nehéz elhinni, hogy nem léteznek más organizmusok más bolygókon vagy holdakon is” – nyilatkozta Rebecca Mickol, az Arkansasi Egyetem asztrobiológusa, a metanogén-tanulmány vezető kutatója.

A Mars ugyan zord környezetben él, mégis az egyik legvalószínűbb hely a Naprendszerben az idegen élet megtalálására. Most már tudjuk, hogy apró agyagalagutakba kell benéznünk, hogy megtaláljuk, hol rejtőzhetnek még földönkívüli organizmusok.

Ez a cikk eredetileg a The Cosmic Companion oldalon jelent meg James Maynard csillagászati újságíró, a kávé, a sci-fi, a filmek és a kreativitás rajongója tollából. Maynard 10 éves kora óta ír az űrről, de ő “még mindig nem Carl Sagan.” Az eredeti cikket itt olvashatja el.