Um Leben auf dem Mars zu finden, sollten Wissenschaftler die Augen nach Nudeln offen halten.
Mikroben, die heiße Quellen lieben, bilden Felsformationen, die wie Fettuccini oder Capellini aussehen. Dies geht aus einer neuen, von der NASA finanzierten Studie hervor, die online am 30. April in der Zeitschrift Astrobiology veröffentlicht wurde. Solche nudelförmigen Formationen könnten die ersten Hinweise auf das Leben auf anderen Planeten sein, sagte der Studienautor Bruce Fouke, Geobiologe an der Universität von Illinois in Urbana-Champaign.
"Wenn wir mit einem Rover auf einen anderen Planeten fahren, würden wir gerne lebende Mikroben sehen oder wir würden gerne kleine grüne Frauen und Männer in Raumschiffen sehen", sagte Fouke gegenüber Live Science. "Aber die Realität ist, dass wir nach Leben suchen werden, das wahrscheinlich in einer heißen Quelle gewachsen ist, Leben, das versteinert wurde."
Heiße Pasta
Um zu untersuchen, wie dieses außerirdische Leben aussehen könnte, begannen Fouke und sein Team in den Mammoth Hot Springs im Yellowstone-Nationalpark. An diesem beliebten Touristenort fließt heißes, mineralstoffreiches geothermisches Wasser aus dem Boden. Die Mineralien fallen aus dem Wasser aus und bilden auffällige Formationen aus Kalziumkarbonat, auch Travertin genannt.
Aber diese Formationen bekommen ihre Form nicht im luftleeren Raum, sagte Fouke. Sie werden teilweise von Mikroben aufgebaut. In der neuen Studie konzentrierten sich die Forscher auf das schnell fließende, besonders heiße Wasser an der Spitze der Mineralquellen. Hier hat das Wasser eine Temperatur von 65 bis 72 Grad Celsius und einen niedrigen pH-Wert von 6,2 bis 6,8, was bedeutet, dass es saurer als basisch ist.
Die Forscher arbeiteten in sorgfältiger Zusammenarbeit mit dem National Parks Service, um eine Beschädigung der Felsformationen zu vermeiden, und nahmen Proben von filamentösen Mikrobenmatten, die in diesen Gewässern gedeihen. Die Matten sehen aus wie lange, schleimige Nudelstränge. Dies ist eine Anpassung, sagte Fouke. In ruhigen Gewässern setzen sich Mikroben in schleimigen, nicht konsolidierten Matten ab. Aber im rauschenden Wasser müssen sich die Organismen aneinander klammern, um zu überleben. Jeder Faden besteht aus Billionen von Mikroben, die für ihr liebes Leben aneinander hängen.
Die Forscher untersuchten das Genom und die Proteinproduktion ihrer Mikrobenproben. Sie entdeckten, dass 98% der in diesen heißen, sich schnell bewegenden Gewässern lebenden Mikroben einer Art namens gehören Sulphurihydrogenibium Yellowstonenseoder kurz "sulfuri".
Sulfuri am Rande
Sulfuri kommt in heißen Quellen auf der ganzen Welt vor, sagte Fouke, und lebt davon, Schwefel abzubauen und die daraus resultierende Energie zu nutzen. Die Art entwickelte sich vor 2,5 Milliarden Jahren, als die Erdatmosphäre kaum Sauerstoff enthielt. Das macht Sulfuri wahrscheinlich sehr ähnlich zu jedem Leben, das auf dem alten Mars existiert haben könnte, sagte Mayandi Sivaguru, Biologe an der Universität von Illinois in Urbana-Champaign und Mitautor der Studie.
Wenn so etwas wie Sulfuri auf einem anderen Planeten existiert hätte, hätte es Fingerabdrücke hinterlassen. In heißen Quellen ist Veränderung eine Konstante, sagte Sivaguru gegenüber Live Science. Durch die Kühlung des geothermischen Wassers werden ständig Mineralien abgelagert. Die Forscher stellten jedoch fest, dass Sulfuri diese Veränderung aktiv fördert. Proteine auf den Oberflächen der Mikroben fördern das Wachstum von Calciumcarbonatkristallen. So wächst der Travertin, der sich in Gegenwart von Sulfuri in den Mammoth Hot Springs bildet, milliardenfach schneller als Travertin in anderen Umgebungen, sagte Fouke.
"Es ist eine sofortige mikrobielle Fossilienfabrik", sagte er.
Sulfuri überlebt, indem es nur ein bisschen schneller wächst als die Mineralien, die sich um es herum ablagern, sagten die Forscher. Darüber hinaus nutzt es den nudelförmigen Stein, um zu überleben. Filamente der Mikroben heften sich an die von ihren versteinerten Landsleuten gebildeten Grate, wodurch die Mikroben in sehr flaches Wasser gebracht werden, das den geringen Sauerstoffgehalt enthält, den die Mikroben zum Überleben benötigen. (Sie sterben ohne Sauerstoff, sagte Fouke, aber sie sterben auch, wenn sie dem Sauerstoffgehalt in der Luft ausgesetzt sind.)
Obwohl jede außerirdische Mikrobe, die in heißen Quellen auf einer anderen Welt lebt, eine andere Art als Sulfuri wäre, hätte sie wahrscheinlich einen ähnlichen Lebensstil, sagte Fouke - angesichts der begrenzten Anzahl von Möglichkeiten, das Leben in einer solch extremen Umgebung zum Funktionieren zu bringen . Daher würden die vom Team durchgeführten Protein- und genetischen Analysen einen Maßstab für einen außerirdischen Vergleich darstellen, falls ein zukünftiger Rover einen nudelähnlichen Stein auf einem weit entfernten Planeten aufheben sollte.
"Es ist die erste Studie, die diese Art der eingehenden Analyse der Umwelt, der Gesteinsablagerungen und auch der Omics durchgeführt hat", sagte Fouke und bezog sich dabei auf die Proteomik, Transkriptomik und Genomik, mit der sich die Forscher mit der Genetik der Mikroben befassten , Proteinproduktion und andere biologische Prozesse. "Das bedeutet, dass wir jetzt zum ersten Mal, wenn wir ein Gestein haben, das wie Travertin mit Fettuccini-Aussehen aussieht, wenn dieses Gestein auf dem Mars gesammelt und analysiert wird, die gesamte Palette dieser äußerst innovativen Analysen für die Mikroben haben."
Weitere Informationen zur Forschung finden Sie in dem digitalen Buch "Die Kunst der Yellowstone-Wissenschaft - Mammut-heiße Quellen als Fenster zum Universum" von Fouke und Kollegen.
