Tegenwoordig zijn er meerdere bewijzen die erop wijzen dat er in de periode van Noach (ongeveer 4,1 tot 3,7 miljard jaar geleden) micro-organismen op het oppervlak van Mars hadden kunnen bestaan. Deze omvatten bewijzen van waterstromen uit het verleden, rivieren en meren, evenals atmosferische modellen die aangeven dat Mars ooit een dichtere atmosfeer had. Dit alles komt erop neer dat Mars ooit een warmere en nattere plek was geweest dan nu.
Tot op heden is er echter geen bewijs gevonden dat er ooit leven op Mars heeft bestaan. Als gevolg hiervan hebben wetenschappers geprobeerd te bepalen hoe en waar ze naar tekenen van vorig leven moeten zoeken. Volgens een nieuwe studie van een team van Europese onderzoekers zouden er in het verleden op Mars extreme levensvormen hebben bestaan die metalen kunnen metaboliseren. De 'vingerafdrukken' van hun bestaan kunnen worden gevonden door te kijken naar monsters van het rode zand van Mars.
Omwille van hun studie, die onlangs in het wetenschappelijke tijdschrift verscheen Grenzen van de microbiologie, creëerde het team een 'Mars Farm' om te zien hoe een vorm van extreme bacteriën het zou kunnen doen in een oude Marsomgeving. Deze omgeving werd gekenmerkt door een relatief dunne atmosfeer die voornamelijk uit kooldioxide bestond, en uit gesimuleerde monsters van Martian regolith.
Vervolgens introduceerden ze een bacteriestam die bekend staat als Metallosphaera sedula, die gedijt in hete, zure omgevingen. In feite zijn de optimale omstandigheden van de bacteriën die waar de temperaturen 347,1 K (74 ° C; 165 ° F) bereiken en de pH-waarde 2,0 is (tussen citroensap en azijn). Dergelijke bacteriën worden geclassificeerd als chemolithotrofen, wat betekent dat ze inogranische metalen, zoals ijzer, zwavel en zelfs uranium, kunnen metaboliseren.
Deze bacterievlekken werden vervolgens toegevoegd aan de monsters van regolith die waren ontworpen om omstandigheden op verschillende locaties en historische periodes op Mars na te bootsen. Ten eerste was er monster MRS07 / 22, dat bestond uit een zeer poreus gesteente dat rijk is aan silicaten en ijzerverbindingen. Dit monster simuleerde de soorten sedimenten die op het oppervlak van Mars voorkomen.
Dan was er P-MRS, een monster dat rijk was aan gehydrateerde mineralen, en het sulfaatrijke S-MRS-monster, dat Martiaanse regoliet nabootst dat onder zure omstandigheden is gemaakt. Ten slotte was er het monster van JSC 1A, dat grotendeels bestond uit het vulkanische gesteente dat bekend staat als palagoniet. Met deze monsters kon het team precies zien hoe de aanwezigheid van extreme bacteriën biosignaturen zou achterlaten die tegenwoordig te vinden zijn.
Zoals Tetyana Milojevic - een Elise Richter Fellow bij de Extremophiles Group aan de Universiteit van Wenen en co-auteur op papier - uitlegde in een persbericht van de Universiteit van Wenen:
"We konden aantonen dat M. sedula, als het toegang krijgt tot deze Martiaanse regolith-simulanten, vanwege zijn metaaloxiderende metabole activiteit ze actief koloniseert, oplosbare metaalionen afgeeft in de percolaatoplossing en hun minerale oppervlak verandert en specifieke handtekeningen achterlaat leven, een 'vingerafdruk', zeg maar. '
Het team onderzocht vervolgens de monsters van regolith om te zien of ze een bioproces hadden ondergaan, wat mogelijk was dankzij de hulp van Veronika Somoza - een chemicus van de afdeling Fysiologische Chemie van de Universiteit van Wenen en een co-auteur van de studie. Met behulp van een elektronenmicroscoop, gecombineerd met analytische spectroscopietechniek, probeerde het team te bepalen of metalen met de monsters waren verbruikt.
Uiteindelijk vertoonden de verzamelde microbiologische en mineralogische gegevens tekenen van vrij oplosbare metalen, wat erop wees dat de bacteriën de regolietmonsters effectief hadden gekoloniseerd en een deel van de metalen mineralen erin hadden gemetaboliseerd. Zoals Milojevic aangaf:
"De verkregen resultaten breiden onze kennis van biogeochemische processen van mogelijk leven buiten de aarde uit en bieden specifieke indicaties voor het detecteren van biosignaturen op buitenaards materiaal - een stap verder om potentieel buitenaards leven te bewijzen."
Dit betekent in feite dat extreme miljarden jaren geleden op Mars hadden kunnen bestaan. En dankzij de huidige toestand van Mars - met zijn dunne atmosfeer en gebrek aan neerslag - konden de biosignaturen die ze achterlieten (d.w.z. sporen van vrij oplosbare metalen) binnen Martian regolith behouden blijven. Deze biosignaturen zouden daarom kunnen worden opgespoord door aanstaande sample-return-missies, zoals de Mars 2020 rover.
Naast het wijzen van de weg naar mogelijke indicaties van vorig leven op Mars, is deze studie ook belangrijk voor wat betreft de jacht op leven op andere planeten en sterrenstelsels. In de toekomst, wanneer we in staat zijn om direct buiten zonnepanelen te bestuderen, zullen wetenschappers waarschijnlijk op zoek gaan naar tekenen van biomineralen. Deze 'vingerafdrukken' zouden onder meer een krachtige indicator zijn voor het bestaan van buitenaards leven (verleden of heden).
Onderzoek naar extreme levensvormen en de rol die ze spelen in de geologische geschiedenis van Mars en andere planeten is ook nuttig om ons begrip te vergroten van hoe het leven in het vroege zonnestelsel is ontstaan. Ook op aarde speelden extreme bacteriën een belangrijke rol bij het veranderen van de oeraarde in een bewoonbare omgeving en spelen ze een belangrijke rol in de geologische processen van vandaag.
Last but not least zouden studies van deze aard ook de weg kunnen effenen voor biomining, een techniek waarbij bacteriestammen metalen uit ertsen extraheren. Een dergelijk proces zou kunnen worden gebruikt voor ruimteverkenning en exploitatie van hulpbronnen, waarbij bacteriekolonies worden uitgestuurd om asteroïden, meteoren en andere hemellichamen te ontginnen.
