Onderzoek naar extremofielen heeft de afgelopen jaren de belangstelling van astrobiologen gewekt. De ontdekking van levensvormen in enkele van de meest extreme omgevingen van de aarde heeft ons denken over buitenaards leven helpen vormgeven. Het leven op andere werelden heeft misschien niet het soort gematigde, gebalanceerde omgeving nodig waaraan het meeste leven op aarde is aangepast.
De zoektocht naar leven en bewoonbaarheid op andere planeten en manen is gericht op vloeibaar water. (En in één geval vloeibare koolwaterstoffen.) Cellen hebben vloeistof nodig om hun functies uit te voeren; het is axiomatisch.
Het is ook axiomatisch dat overal op aarde waar je water vindt, je leven vindt. In thermische ventilatieopeningen op de zeebodem, diep in grotten, in verse lava en op gletsjers. Er is zelfs een leven dat afhankelijk is van het radioactieve verval van uranium om te overleven. Het leek alsof het leven overal op aarde was, overal waar water was.
Tot nu.
Een nieuwe studie van Franse en Spaanse wetenschappers richt zich op een plek op aarde waar vloeibaar water overvloedig aanwezig is, maar waar geen leven is. Het gebied heet Dallol en het is een geothermisch veld in Ethiopië. Het beschikt over hete, zure, hypersalinevijvers. De nieuwe studie is gepubliceerd in Nature en is getiteld "Hyperdiverse archaea near life limits at the polyextreme geothermal Dallol area."
"... we hebben geverifieerd dat er geen microbieel leven is in deze zoute, hete en hyperzuurbassins of in de aangrenzende magnesiumrijke pekelmeren."
Purificación Lopez Garcia, Frans nationaal centrum voor wetenschappelijk onderzoek, teamleider.
Het Dallol-gebied is eerder door wetenschappers bestudeerd en die onderzoeken wezen op de aanwezigheid van leven. Maar dit nieuwe werk keert die resultaten teniet en presenteert de zaak voor een omgeving die zo extreem is dat zelfs extremofielen daar niet kunnen wonen.
In mei 2019 publiceerde Nature een studie met de titel 'Ultrakleine micro-organismen in de polyextreme omstandigheden van de Dallol-vulkaan, Noord-Afar, Ethiopië'. In de inleiding staat: "Hier rapporteren we voor het eerst bewijs van leven dat bestaat bij deze warmwaterbronnen met een combinatie van morfologische en moleculaire analyses." De onderzoekers zeiden dat er aanwijzingen waren dat leven 'begraven was in minerale afzettingen' en dat de levensvormen lid waren van de Order Nanohaloarchaea, organismen die worden aangetroffen in andere hypersaline-omgevingen.
Maar deze nieuwe studie komt tot een andere conclusie: er is geen leven in de multi-extreme vijvers bij Dallol.
“Na analyse van veel meer monsters dan in eerdere werken, met adequate controles om ze niet te besmetten en een goed gekalibreerde methodologie, hebben we geverifieerd dat er geen microbieel leven is in deze zoute, hete en hyperzuurbaden of in de aangrenzende magnesiumrijke pekelmeren ”, zei hoofdonderzoeker Puri López García in een persbericht.
Lopez Garcia zegt dat eerdere studies mogelijk microscopische structuren hebben gevonden die eruit zagen als cellen onder een microscoop. Maar hun analyse laat zien dat hun biologische aard niet standhoudt onder intensief wetenschappelijk onderzoek. "In andere onderzoeken zijn deze minerale deeltjes, afgezien van de mogelijke besmetting van monsters met archaea uit aangrenzende landen, mogelijk geïnterpreteerd als gefossiliseerde cellen, terwijl ze in werkelijkheid spontaan in de pekels worden gevormd, ook al is er geen leven."
Het Dallol-landschap is een gebied met intense hydrothermale activiteit. Er is een vulkanische krater vol zout, waar de intense hitte het water kookt en waar giftige gassen uitkomen. Dallol zelf bevindt zich in de Danakil-depressie in de Afar-driehoek. Het is een afgelegen gebied dat bekend staat om zijn buitenaardse landvormen en kleuren.
De hydrothermale bronnen van Dallol lozen water op hoge temperatuur dat 108 ° C (226 ° F.) Bereikt. Het is zuurstofloos, hypersaline en hyperzuur. In deze omgeving kunnen, volgens Lopez Garcia, sommige siliciumrijke minerale neerslagen van Dallol er onder een microscoop uitzien als microbiële cellen.
'We zouden niet verwachten dat we levensvormen zouden vinden in vergelijkbare omgevingen op andere planeten, althans niet gebaseerd op een biochemie vergelijkbaar met terrestrische biochemie.'
PURIFICACIÓN LOPEZ GARCIA, FRANS NATIONAAL CENTRUM VOOR WETENSCHAPPELIJK ONDERZOEK, TEAMLEIDING.
De omgeving bevat een overvloed aan primitieve zoutminnende organismen, maar de poelen zelf niet. "Wat wel bestaat, is een grote diversiteit aan halofiele archaea in de woestijn en de zoute kloven rond de hydrothermale site", legt Lopez Garcia, een bioloog, uit, "maar niet in de hyperzuur- en hypersalinepoelen zelf, noch in de zogenaamde Black en Gele meren van Dallol, waar magnesium in overvloed aanwezig is. En dit alles ondanks het feit dat de microbiële verspreiding in dit gebied, door de wind en door menselijke bezoekers, intens is. ”
We worden opgewonden als we water op een andere wereld detecteren, wat tot nu toe niet vaak is gebeurd. Maar deze studie toont aan dat de aanwezigheid van water, hoewel verleidelijk en wetenschappelijk de moeite waard is, niets garandeert. In feite laat het zien dat omgevingen zoals deze microscopische structuren kunnen presenteren die van oorsprong biotisch lijken, maar dat niet zijn. Het laat zien dat omgevingen met vloeibaar water steriel kunnen zijn.
"Bovendien toont ons onderzoek aan dat er plaatsen op het aardoppervlak zijn, zoals de Dallol-baden, die steriel zijn, ook al bevatten ze vloeibaar water", benadrukt Lopez Garcia.
De Dallol-zwembaden vormen een viervoudige bedreiging als het gaat om leven. De combinatie van hoge temperaturen, hoge zuurgraad en hyperzoutgehalte vormt een barrière voor levende organismen. In andere vijvers is er een overvloed aan chaotrope magnesiumzouten. Chaotrope middelen verstoren de waterstofbinding tussen watermoleculen en denatureren ook biomoleculen.
Ervan uitgaande dat het leven op andere werelden een vergelijkbare biochemie heeft als het leven op aarde, zou niets kunnen overleven in dit type omgeving. "We zouden niet verwachten dat we levensvormen zouden vinden in vergelijkbare omgevingen op andere planeten, althans niet gebaseerd op een biochemie vergelijkbaar met terrestrische biochemie", zegt Lopez Garcia.
Meer:
- Persbericht: Wetenschappers vinden een plek op aarde waar geen leven is
- Onderzoeksartikel: Hyperdiverse archaea nabij levenslimieten in het polyextreme geothermische Dallol-gebied
- Wikipedia: Extremophiles
- Research Paper: Ultrakleine micro-organismen in de polyextreme omstandigheden van de Dallol-vulkaan, Noord-Afar, Ethiopië
