Onderzoekers van de Canadese McGill University hebben voor het eerst aangetoond hoe bestaande technologie kan worden gebruikt om het leven op Mars en andere planeten direct te detecteren. Het team heeft tests uitgevoerd in het hoge noordpoolgebied van Canada, wat een goede analogie is met de omstandigheden op Mars. Ze lieten zien hoe lichtgewicht, goedkope, energiezuinige instrumenten buitenaardse micro-organismen konden detecteren en sequencen. Ze presenteerden hun resultaten in het tijdschrift Frontiers in Microbiology.
Monsters terugbrengen naar een laboratorium om te testen is een tijdrovend proces hier op aarde. Voeg de moeilijkheid toe om monsters van Mars, of van Ganymedes of andere werelden in ons zonnestelsel terug te sturen, en de zoektocht naar leven ziet eruit als een enorme taak. Maar de zoektocht naar leven elders in ons zonnestelsel is een belangrijk doel van de hedendaagse ruimtevaartwetenschap. Het team van McGill wilde laten zien dat, in ieder geval conceptueel, monsters kunnen worden getest, gesequentieerd en in situ kunnen worden gekweekt op Mars of andere locaties. En het lijkt erop dat ze zijn geslaagd.
Recente en huidige missies naar Mars hebben de geschiktheid van Mars voor het leven onderzocht. Maar ze kunnen niet zelf naar het leven zoeken. De laatste keer dat een Mars-missie was ontworpen om rechtstreeks naar leven te zoeken, was in de jaren 70, toen NASA's Viking 1- en 2-missies aan de oppervlakte kwamen. Er werd geen leven ontdekt, maar decennia later debatteren mensen nog steeds over de resultaten van die missies.
Maar Mars warmt figuurlijk gesproken op en de verfijning van missies naar Mars blijft groeien. Met bemande missies naar Mars een waarschijnlijke realiteit in de niet al te verre toekomst, kijkt het team van McGill vooruit om hulpmiddelen te ontwikkelen om daar naar het leven te zoeken. En ze richtten zich op miniatuur, zuinige, energiezuinige technologie. Veel van de huidige technologie is te groot of vereist veel om nuttig te zijn tijdens missies naar Mars of naar plaatsen als Enceladus of Europa, beide toekomstige bestemmingen in de Search for Life.
“Tot op heden blijven deze instrumenten een grote massa, groot van formaat en hebben ze een hoge energiebehoefte. Dergelijke instrumenten zijn volkomen ongeschikt voor missies naar locaties zoals Europa of Enceladus, waarvoor de pakketten met landers waarschijnlijk zeer beperkt zullen zijn. ”
Het team van onderzoekers van McGill, waaronder professor Lyle Whyte en dr. Jacqueline Goordial, hebben ontwikkeld wat zij het 'Life Detection Platform (LDP)' noemen. Het platform is modulair, zodat verschillende instrumenten kunnen worden verwisseld afhankelijk van de missie eisen, of naarmate betere instrumenten worden ontwikkeld. In zijn huidige vorm kan het Life Detection Platform micro-organismen uit bodemmonsters kweken, microbiële activiteit beoordelen en DNA en RNA sequencen.
Er zijn al instrumenten beschikbaar die kunnen doen wat de LDP kan doen, maar ze zijn omvangrijk en hebben meer energie nodig om te werken. Ze zijn niet geschikt voor missies naar verre bestemmingen zoals Enceladus of Europa, waar ondergrondse oceanen leven zouden kunnen herbergen. Zoals de auteurs in hun studie zeggen: “Tot op heden blijven deze instrumenten een grote massa, groot van formaat en hebben ze een hoge energiebehoefte. Dergelijke instrumenten zijn volkomen ongeschikt voor missies naar locaties zoals Europa of Enceladus, waarvoor de pakketten met landers waarschijnlijk zeer beperkt zullen zijn. ”
Een belangrijk onderdeel van het systeem is een geminiaturiseerde, draagbare DNA-sequencer genaamd de Oxford Nanopore MiniON. Het team van onderzoekers achter dit onderzoek kon voor het eerst aantonen dat de MiniON monsters kan onderzoeken in extreme en afgelegen omgevingen. Ze toonden ook aan dat het in combinatie met andere instrumenten een actief microbieel leven kan detecteren. De onderzoekers slaagden erin microbiële extremofielen te isoleren, microbiële activiteit te detecteren en het DNA te sequencen. Heel indrukwekkend inderdaad.
Dit zijn de eerste dagen voor het Life Detection Platform. Het systeem vereiste hands-on bediening bij deze tests. Maar het toont wel proof of concept, een belangrijke fase in elke technologische ontwikkeling. "Mensen moesten veel van de experimenten in deze studie uitvoeren, terwijl missies voor levensdetectie op andere planeten robotachtig moeten zijn", zegt dr. Goordial.
"Mensen moesten veel van de experimenten in deze studie uitvoeren, terwijl missies voor levensdetectie op andere planeten robotachtig moeten zijn." - Dr. J. Goordial
Het systeem zoals het er nu uitziet, is hier op aarde nuttig. Dezelfde dingen die het mogelijk maken om micro-organismen op andere werelden te zoeken en in volgorde te plaatsen, maken het geschikt voor dezelfde taak hier op aarde. "De soorten analyses die door ons platform worden uitgevoerd, worden doorgaans in het laboratorium uitgevoerd nadat monsters uit het veld zijn teruggestuurd", zegt Dr. Goordial. Dit maakt het systeem wenselijk voor het bestuderen van epidemieën in afgelegen gebieden of in snel veranderende omstandigheden waar het transport van monsters naar verre laboratoria problematisch kan zijn.
Dit zijn zeer opwindende tijden in de zoektocht naar leven in ons zonnestelsel. Als, of wanneer, we het microbiële leven op Mars, Europa, Enceladus of een andere wereld ontdekken, zal het waarschijnlijk robotisch worden gedaan, met apparatuur vergelijkbaar met de LDP.
