חיפוש חיים במאדים: סלעים עשירים בברזל יכולים להיות המפתח

החורים הראשונים שנקדרו על ידי רובר מאדים נאס'א סקרנות חשפו כמויות משמעותיות של המטיט, מינרל תחמוצת ברזל. (אשראי תמונה: NASA/JPL-Caltech/MSSS)

חיפוש משימה רובוטית אחר חיים על מאדים עשוי להיראות עולמות רחוקים ממדענים אנושיים המשוטטים במעיינות חמים בפארק הלאומי ילוסטון.

אבל מחקר על המעיינות החמים של ילוסטון גילה רמזים חדשים לגבי האופן שבו חומרים אורגניים עלולים להישמר בסביבות דומות על הכוכב האדום, ולשפר את הסיכויים שלנו למצוא סימני חיים אפשריים.

רוב המחקרים התמקדו בשימור של חומר אורגני בסלעים עתירי סיליקה-המקור העיקרי של מאובנים זעירים על פני כדור הארץ שניתן לראותם רק במיקרוסקופ. אך כמה חוקרים החלו לבחון כיצד סלעים עשירים בברזל יכולים להכיל גם סימני חיים אפשריים. מחקר המעיינות החמים של ילוסטון מצא כי ברזל יכול לשמר או להגיב עם חומר אורגני באופן שיסייע ביצירת שיא מאובנים. ממצאים כאלה מנוגדים להנחות קודמות לפיהן סלעים עשירים בברזל יהרסו חומר אורגני באמצעות התגובה הכימית המכונה חמצון. [ 5 טענות נועזות לחיי חייזרים ]

המסלול של רובר מאדים קוריוז סקרנות של נאס'א כולל רכס המטיט, מיקום עשיר בברזל בתוך מכתש גייל על מאדים.(אשראי תמונה: NASA/JPL-Caltech)

'באופן כללי, חיידקים רבים אוהבים 'לאכול' תרכובות אורגניות, במיוחד שומנים מסוימים, לארוחת צהריים, ויכולים להרוס את עיקר החומרים האורגניים לפני שיש להם סיכוי להישמר', אמרה מרי פרנטו, מדענית מחקר ב- SETI ( חפש את המודיעין החיצוני), שנמצא גם הוא בסניף האקסוביולוגיה של מרכז המחקר איימס של נאס'א בשדה מופט, קליפורניה. 'ברזל יכול לקבור במהירות או להיקשר לאורגניות ולהפוך אותן לבלתי זמינות' לאכול ', בדומה לאריזה של כריך במלט.'

פרנטו ועמיתיה התמקדו בחיפוש אחר סימנים שמורים של שומנים, שהם מולקולות אורגניות היוצרות בדרך כלל את קירות התא וחלקים אחרים של אורגניזמים חיים בקנה מידה מיקרוסקופי. הם פירטו את תוצאותיהם בגיליון יוני 2014 של ה- כתב העת אסטרוביולוגיה . המימון למחקר הגיע במידה רבה מתוכנית האקסוביולוגיה של נאס'א.

השומנים אינם מספקים מידע מזהה על אורגניזמים בהשוואה למידע הגנטי של ה- DNA. מצד שני, בניגוד ל- DNA שביר, לשומנים יש את היתרון שהם יכולים להשאיר את חותמם במשך מיליארדי שנים. ליפידים יכולים גם להחזיק רמזים לגבי האופן שבו מיקרואורגניזמים הגיבו לשינויים סביבתיים.

אתר דגימת מעיינות חמים של שוקולד סירים בפארק הלאומי ילוסטון.(אשראי תמונה: נאס'א)

החוקרים אספו דגימות משני המעיינות החמים הפעילים בסיר שוקולד הפארק הלאומי ילוסטון ומעיין חם 'נכחד' מברזל-סיליקה בקרבת מקום שכבר מזמן התייבש. הם נאלצו לדרוך בקלילות על המדרון התלול המקיף את המעיינות החמים כדי למנוע הפרעה של משקעי ברזל רופפים שעלולים להחליק לתוך המים ולהרוג קהילות פוטוסינתטיות של חיידקים על ידי חסימת הגישה שלהם לאור השמש. זה דורש לעתים קרובות 'פעולת איזון עדינה' של דריכה בזהירות על אבנים הפזורות על פני המדרון, אמר פרנטו.

'לעתים קרובות אתה מאזן על רגל אחת עם שתי ידיים מלאות מטרים ואוסף ציוד,' אמר פרנטו. 'אני מתרגל דגימת' אל תשאיר עקבות ', ואכפת לי מאוד ממזער את ההשפעה באתר'.

הדגימה הקפדנית השתלמה. בגרעין משקעים מהמעיין החם הפעיל, חוקרים מצאו מולקולות שומניות משומרות בשם 2-מתילופנואידים השייכות לציאנובקטריה, קבוצה של חיידקים המסוגלים להפוך את אור השמש לאנרגיה. הם אפילו מצאו שומנים שברירים שנשמרו, כגון חומצות שומן מהציאנובקטריה המשמשות בדרך כלל מזון לחיידקים אחרים, או נהרסים בצורה מהירה לאחר מות התאים. [ החיפוש אחר חיים על מאדים: ציר זמן לצילום ]

'כשגילינו שחומצות השומן הציאנובקטריאליות נשמרות במצבורי הברזל - ולא הופקו על ידי קהילה כימוטרופית עמוקה יותר - שאילצו אותנו לשקול דרכים בהן הברזל עשוי לשמר את השומנים במקום להרוס אותם', הסביר פרנטו.

המעיינות החמים העשירים בברזל עשויים לסייע בשימור מולקולות אורגניות כגון שומנים בכמה אופנים. ראשית, ברזל מגיב כימית עם חמצן ומוריד את רמות החמצן במים, מה שמונע מחיידקים תלויי חמצן לצרוך את כל החומרים האורגניים כמו שומנים. שנית, ברזל עשוי לחסום אנזימים מסוימים המסייעים בפירוק חומר אורגני לאחר מותם של מיקרואורגניזמים. שלישית, ברזל יכול אפילו להיקשר כימית עם מולקולות אורגניות כדי לסייע בשימורן.

משימות רובוטיות למאדים לא מצאו סימנים למעיינות חמים פעילים. אבל רובר הספיריט של נאס'א גילה עדויות להפקדות הידרותרמיות באזור הצלחת הביתית המצביעות על מערכת הידרותרמית פעילה כאשר כוכב הלכת האדום היבש והמאובק כיום. צעיר יותר והחזיק יותר מים . מעבדת המדע למדעי הרוח של Mars, רובוט המכונה Curiosity, הקדישה זמן לחקר סלעים עשירים בברזל הממוקמים על רכס המטיט בתוך מכתש גייל, אתר הנחיתה של המשימה על מאדים.

פרנטו ועמיתיה מקווים שממצאי המחקר שלהם עשויים בסופו של דבר לסייע למשימות מאדים עתידיות-כמו רובר מאדים 2020 של נאס'א-לחדד על סלעים עשירים בברזל שיכולים להכיל רמזים לכל מולקולות אורגניות שהיו קיימות על פני כדור הארץ. אבל הם רואים רלוונטיות גם למחקרים על החיים העתיקים על פני כדור הארץ.

עבודה זו עשויה לתמוך בהתעניינות מחודשת בדגימה מצבורי ברזל עתיקים בכדור הארץ (למשל, תצורות ברזל פרה -קמבריות) כדי לחפש עדויות לחיים מיקרוביאליים, ללא קשר לתכולת הפחמן האורגנית הנמוכה שלהן, ועשויות לתמוך בניתוח של אורגניות במצבורי ברזל במאדים, כגון רכס המטיט במכתש גייל ', אמר פרנטו.

הסיפור הזה סופק על ידי מגזין אסטרוביולוגיה , פרסום מבוסס אינטרנט בחסות NASA תוכנית אסטרוביולוגיה .

עקוב אחר guesswhozoo.com @Spacedotcom , פייסבוק ו Google+ .