Onderzoekers van de Universiteit van Colorado in Boulder zeggen dat een bizarre groep microben die in rotsen in een onherbergzame geothermische omgeving in het Yellowstone National Park in Wyoming werd gevonden, verleidelijke aanwijzingen zou kunnen geven over het oude leven op aarde en de jacht op bewijs van leven op Mars zou kunnen helpen sturen.
Het CU-Boulder-onderzoeksteam meldde dat de microben werden ontdekt in de poriën van rotsen in een zeer zure omgeving met hoge concentraties metalen en silicaten bij ongeveer 95 graden F in het Norris Geyser Basin van Yellowstone. De nieuwe studie toont aan dat de microbe-gemeenschappen onderhevig zijn aan fossilisatie en het potentieel hebben om bewaard te blijven in het geologische record.
Wetenschappers denken dat soortgelijke soorten geothermische omgevingen ooit op Mars hebben bestaan, waar astrobiologen de zoektocht naar vroegere en huidige levensvormen de afgelopen jaren hebben geïntensiveerd.
Een paper van CU-Boulder-doctoraatsstudent Jeffrey Walker, postdoctoraal onderzoeker John Spear en professor Norman Pace van de afdeling moleculaire, cellulaire en ontwikkelingsbiologie van CU-Boulder en het Centrum voor Astrobiologie verschijnt in het nummer van 21 april van Nature.
Het onderzoek is gefinancierd door de National Science Foundation en NASA.
"Dit is de eerste beschrijving van deze microbiële gemeenschappen, die vanwege hun potentieel voor fossiele conservering een goede diagnostische indicator kunnen zijn van het vorige leven op Mars", aldus Walker. "De prevalentie van dit type microbieel leven in Yellowstone betekent dat Marsgesteenten die geassocieerd zijn met voormalige hydrothermale systemen de beste hoop zijn om daar bewijs van vorig leven te vinden."
Gelegen op ongeveer 20 mijl ten noordwesten van Yellowstone Lake, wordt Norris Geyser Basin beschouwd als het heetste en meest actieve geiserbekken in Yellowstone en misschien wel de wereld. Het is ook extreem zuur, aldus de onderzoekers.
'De poriën in de rotsen waar deze wezens leven, hebben een pH-waarde van één, waardoor de nagels oplossen', zei Pace. "Dit is een ander voorbeeld dat het leven robuust kan zijn in een omgeving die de meeste mensen als onherbergzaam beschouwen."
Het proces dat wordt gebruikt om de door Pace ontwikkelde organismen te identificeren, is veel gevoeliger dan standaardtechnieken in het laboratorium die doorgaans een kleine, bevooroordeelde fractie van organismen uit elke omgeving opleveren, aldus Walker. In deze methode ontdekten en identificeerden de onderzoekers organismen door gensequenties te lezen.
"Elk soort organisme heeft een unieke volgorde, die wordt gebruikt om zijn positie in de levensboom in kaart te brengen", aldus Walker. "Het is een soort stamboom die de genetische relatie tussen alle bekende organismen beschrijft."
Walker ontdekte de nieuwe microbengemeenschap in 2003 nadat hij een stuk zandsteenachtige rots in het Norris Geyser Basin had afgebroken. 'Ik zag meteen een opvallende groene band net onder de oppervlakte', zei hij. "Het was een van die‘ eureka ’momenten."
Uit een analyse bleek dat de groene band werd veroorzaakt door een nieuwe soort fotosynthetische microben in de Cyanidium-groep, een soort alg dat tot de meest zuurbestendige fotosynthetische organismen behoort die bekend zijn, zei Walker. Cyanidium-organismen maakten ongeveer 26 procent uit van de microben die werden geïdentificeerd in het Norris Geyser Basin-onderzoek door het CU-Boulder-team, zei Walker.
Verrassend genoeg waren de meest voorkomende microben die door het team werden geïdentificeerd een nieuwe soort Mycobacterium, een groep microben die het best bekend staat om het veroorzaken van ziekten bij de mens zoals tuberculose en lepra, zei Walker. Uiterst zeldzaam en nooit eerder geïdentificeerd in zulke extreme hydrothermale omgevingen, maakte Mycobacterium 37 procent uit van het totale aantal microben geïdentificeerd door het CU-Boulder-team.
Pace beschreef de nieuwe levensvorm in het Norris Geyser Basin als 'behoorlijk raar'. "Het is misschien wel een nieuw type korstmosachtige symbiose", zegt Pace, die in 2001 een MacArthur Fellowship of "geniale beurs" won. "Het lijkt op een korstmos, maar bestaat niet uit een symbiose tussen een schimmel en een alg, het lijkt een associatie te zijn van de Mycobacterium met een alg. ”
Hoewel fotosynthese een belangrijke energiebron lijkt te zijn voor de meeste wezens, wordt aangenomen dat ten minste sommige Yellowstone-microben energie halen uit de opgeloste metalen en waterstof in het poriewater van de rots, zei Walker. Een studie van het CU-Boulder-team gepubliceerd door de National Academy of Sciences in januari 2005 wees uit dat Yellowstone-microbenpopulaties die in warmwaterbronnen leven bij temperaturen van meer dan 158 graden F, waterstof als hun primaire brandstofbron gebruiken.
De onderzoeksinspanning in het Norris Geyser Basin toont aan dat rotsvormingsprocessen die plaatsvinden in de bestudeerde hydrothermische omgeving zeer reële fossiele afdrukken maken van de organismen die in verschillende fasen in de rots zijn ingebed, en laten zien hoe de onderscheidende fossielen zich in de loop van de tijd ontwikkelen, aldus het onderzoeksteam. .
"Restanten van deze gemeenschappen zouden kunnen dienen als‘ biosignaturen ’en belangrijke aanwijzingen kunnen geven over het oude leven in verband met geothermische omgevingen op aarde of elders in het zonnestelsel, 'schreven de auteurs in Nature.
Oorspronkelijke bron: University of Colorado News Release
