یک دریاچه بسیار سمی می‌تواند به ما نشان دهد که چگونه زندگی ممکن است در مریخ زنده بماند!!

جستجوی حیات در مریخ کار آسانی نیست. نه تنها رسیدن به سیاره سرخ دشوار است، بلکه برای حضور زندگی آنطور که ما می‌شناسیم عمیقاً غیرقابل پذیرش است.

با این حال، مکان‌هایی بر روی زمین وجود دارند که می‌توانند به ما نشان دهند که چگونه ممکن است حیات در مریخ زنده بماند (در مقطعی دیگر در طول تاریخ 4.5 بیلیون ساله این سیاره). ممکن است به مکان هایی مانند بیابان فکر کنید و حق با شماست. اما در مریخ چیزی بیشتر از بیابان وجود دارد.

دانشمندان میکروب‌هایی را بررسی کرده‌اند که به نحوی در یکی از ناپذیرترین مکان‌های روی زمین زنده می‌مانند: دریاچه‌ای داغ، سمی و اسیدی در دهانه آتشفشانی در کاستاریکا. روش‌هایی که این میکروب‌ها خود را با محیط آرام خود سازگار می‌کنند، می‌تواند به ما نشان دهد که چگونه میکروب‌ها ممکن است زمانی در مریخ جوان‌تر، مرطوب‌تر و آتشفشانی‌تر زندگی می‌کردند.

جاستین وانگ، اختر زیست‌شناس از دانشگاه کلرادو بولدر، می‌گوید: «یکی از یافته های کلیدی ما این است که در این دریاچه آتشفشانی خشن، ما تنها چند نوع میکروارگانیسم را شناسایی کرده‌ایم، اما راه‌های بالقوه زیادی برای بقای آنها وجود دارد.

ما معتقدیم که آنها این کار را با زنده ماندن در حاشیه دریاچه در زمان وقوع فوران انجام می‌دهند.

این دریاچه به نام لاگونا کالینته Laguna Caliente (به معنای واقعی کلمه “دریاچه داغ”) شناخته می‌شود و در دهانه آتشفشان فعال پواس در کاستاریکا قرار دارد. یکی از اسیدی‌ترین دریاچه‌های جهان است که لایه‌ای از گوگرد مایع در امتداد آن شناور است و اغلب باران‌های اسیدی محلی و مه ایجاد می‌کند. علاوه بر این، آب مملو از فلزات سمی است. دقیقاً مملو از زندگی نیست.

با این وجود، کاملاً خالی از سکنه نیست. در سال 2013، یک تیم تحقیقاتی به رهبری دانشگاه کلرادو بولدر دریافتند که یک گونه از میکروبها در دریاچه زنده مانده است، این میکروب‌ها از جنس Acidiphilium یا “عاشق اسید” هستند که در محیطهای اسیدی زندگی می‌کنند و دارای تعدادی ژن‌هایی است که به آنها این امکان را می‌دهد.

آتشفشان پواس به غرش ادامه داد و در سال 2017 به طور انفجاری فوران کرد. طبیعتاً، تیمی از محققان تصمیم گرفتند که از لاگونا کالینته بازدید کنند تا ببینند چگونه فعالیت آتشفشانی مداوم ممکن است بر جامعه میکروبی که در سال 2013 شناسایی کردند، تأثیر بگذارد، به ویژه از آنجایی که فوران‌های آتشفشانی پتانسیل نابود کردن دریاچه را داشتند.

محققان نمونه‌هایی از دریاچه، توده‌های گوگرد و رسوبات موجود در کف دریاچه گرفتند و آن‌ها را در معرض توالی‌یابی ژن و توالی‌یابی «شاتگانی» متاژنومی قرار دادند تا هر موجودی را که ممکن است در آن کمین کرده باشد شناسایی کنند. با کمال تعجب، نه تنها Acidiphilium هنوز وجود داشت، بلکه تعداد کمی از گونه‌های میکروبی دیگر نیز وجود داشت.

Acidiphilium گونه غالبی بود که در دریاچه ساکن بود، اما همه آنها سازگاری قابل توجهی برای بقا داشتند. این تیم دریافت که باکتری ها دارای ژن هایی هستند که ممکن است در برابر اسید مقاومت کنند و همچنین ژن‌های مقاوم در برابر حرارت – در محیطی بسیار مهم است که می‌تواند به دمای جوش برسد.

علاوه بر این، ارگانیسم‌ها دارای تعداد زیادی ژن هستند که به آنها اجازه می‌دهد تا مواد مختلفی را متابولیزه کنند که ممکن است برای دیگران سمی هستند،. این مواد عبارتند از گوگرد، آهن و آرسنیک. آنها همچنین دارای ژن هایی برای تثبیت کربن هستند که به گیاهان اجازه می‌دهد کربن را به ترکیبات آلی تبدیل کنند و به نظر می‌رسد قادر به پردازش قندهای ساده و پیچیده و همچنین گرانول‌های پلاستیکی است که می‌توانند در زمان کمبود انرژی و کربن مورد استفاده قرار گیرند.

وانگ می‌گوید: “ما انتظار بسیاری از ژن‌هایی را داشتیم که پیدا کردیم، اما با توجه به تنوع زیستی کم دریاچه، انتظار این تعداد را نداشتیم.” “این تعداد کاملاً غافلگیرکننده بود. منطقی است که زندگی اینگونه با زندگی در یک دریاچه دهانه آتشفشانی فعال سازگار می‌شود.”

محیط‌های گرمابی مورد توجه اخترزیست‌شناسان است. ارگانیسم‌هایی که در این مکان‌های خشن رشد می‌کنند اغلب برای زنده ماندن به نور خورشید متکی نیستند، اما از واکنش‌های شیمیایی برای تولید انرژی استفاده می‌کنند. این بدان معنی است که آنها می‌توانند یک آنالوگ برای اکوسیستم‌هایی ارائه دهند که ممکن است در مکان‌های دیگر دور از خورشید، مانند قمرهای یخی پنهان اقیانوسی زحل و مشتری، یافت شوند.

اما دانشمندان همچنین بر این باورند که زندگی روی زمین ممکن است در یک محیط گرمابی عمیق آغاز شده باشد، زیرا از تابش شدید فرابنفش خورشید جوان در امان است و در عین حال حاوی تمام مواد لازم برای جرقه زندگی است. شاید زمانی که مریخ جوان‌تر، مرطوب‌تر و فعال‌تر از نظر آتشفشانی بود، محیط‌های گرمابی در آنجا نیز می‌توانستند جرقه‌ای برای حیات داشته باشند.

وانگ گفت: «تحقیق ما چارچوبی برای چگونگی وجود «حیات زمینی» در محیط‌های گرمابی مریخ فراهم می‌کند.

اما اینکه آیا تا به حال در مریخ زندگی وجود داشته است و آیا شبیه میکروارگانیسم‌هایی است که در اینجا داریم یا نه، هنوز یک سوال بزرگ است.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

This Extremely Toxic Lake Could Show Us How Life May Have Survived on Mars

MICHELLE STARR

29 JANUARY 2022

https://www.sciencealert.com/a-toxic-volcanic-lake-could-show-us-how-life-may-have-survived-on-mars