Kanadas Lost Hammer Springi lähedalt, umbes 900 km põhjapoolusest lõuna pool asuvast pinnasetetest võetud mikroobid võivad anda kuvandi selliste eluvormide kohta, mis võisid Marsil kunagi eksisteerida või võivad seda tulevikus teha.
Äärmiselt soolane, väga külm ja peaaegu hapnikuvaba keskkond Lost Hammer Springi igikeltsa all Kanada Kõrg-Arktikas on paik, mis meenutab kõige rohkem teatud Marsi piirkondi. Seega, kui tahta rohkem teada saada nende eluvormide kohta, mis võisid Marsil kunagi eksisteerida või võivad veel tulevikus eksisteerida, on see hea selle teada saamiseks.
McGilli ülikooli teadlased leidsid pärast pikki otsinguid äärmiselt rasketes tingimustes mikroobid, mida pole kunagi varem tuvastatud. Lisaks on nad nüüdisaegseid genoomitehnikaid kasutades saanud ülevaate nende ainevahetusest.
Hiljutises ajakirjas ISME avaldatud artiklis demonstreerivad teadlased esimest korda, et Kanada Kõrg-Arktikas Marsi tingimustega sarnastes tingimustes elavad mikroobikooslused võivad ellu jääda, süües ja hingates lihtsaid anorgaanilisi ühendeid, mida leidub Marsil (nagu metaan, sulfiid, sulfaat, süsinikmonooksiid ja süsinikdioksiid). See avastus on nii veenev, et Euroopa Kosmoseagentuur valis Lost Hammeri pinnasetete proovid, et testida nende elu tuvastamise võimeid, mida kavatsetakse järgmisel ExoMarsi missioonil kasutada.
Elu Marsil – uus plaan?
Kanada Kõrg-Arktikas Nunavutis asuv Lost Hammer Spring on üks külmemaid ja soolasemaid maismaaallikaid, mis on siiani avastatud. Vesi, mis liigub läbi 600 meetrise igikeltsa maapinnale, on äärmiselt soolane (soolsus ca 24 protsenti), püsib miinustemperatuuril ( ca-5 °C) aastaringselt ega sisalda peaaegu üldse hapnikku (<1ppm lahustunud hapnikku).
Väga kõrge soolasisaldus hoiab Lost Hammeri allika külmumise eest, säilitades seega vedela vee isegi miinustemperatuuridel. Need tingimused on analoogsed Marsi teatud piirkondadega, kus on täheldatud laialdasi soolaladestusi ja võimalikke külmi soolaallikaid. Ja kuigi varasemad uuringud on leidnud tõendeid mikroobide olemasolust sellises Marsi-laadses keskkonnas, on see üks väheseid uuringuid elusate ja aktiivsete mikroobide leidmiseks.
Et saada ülevaade Marsil eksisteerida võivatest eluvormidest, on McGilli ülikooli uurimisrühm Lyle Whyte’i juhitud loodusvarateaduste osakonnast kasutanud kaasaegseid genoomitööriistu ja üherakulisi mikrobioloogia meetodeid, et tuvastada ja iseloomustada uudset ja mis veelgi olulisem – aktiivset mikroobikogukonda. Mikroobide leidmine ning seejärel nende DNA ja RNA järjestamine ei olnud lihtne ülesanne.
Rasketes tingimustes ellujäämiseks on vaja ebatavalist eluvormi
“Setetega töötamine võttis paar aastat aega, enne kui suutsime edukalt tuvastada aktiivseid mikroobikooslusi,” selgitab Whyte’i labori doktorant ja teadustöö juhtiv autor Elisse Magnuson. “Keskkonna soolasus häirib nii mikroobide ekstraheerimist kui ka järjestamist, nii et kui suutsime leida tõendeid aktiivsete mikroobide koosluste kohta, oli see väga rahuldust pakkuv kogemus.”
Meeskond eraldas ja sekveneeris kevadise kogukonna DNA, võimaldades neil rekonstrueerida genoome ligikaudu 110 mikroorganismist, millest enamikku pole kunagi varem nähtud. Need genoomid on võimaldanud meeskonnal kindlaks teha, kuidas sellised olendid selles ainulaadses ekstreemses keskkonnas ellu jäävad ja arenevad. MRNA sekveneerimise abil suutis meeskond tuvastada genoomides aktiivsed geenid ja tuvastada mõned väga ebatavalised mikroobid, mis metaboliseeruvad aktiivselt äärmuslikus kevadises keskkonnas.
Elu toetamiseks pole vaja orgaanilist materjali
“Mikroobid, mille Lost Hammer Springis leidsime ja ära kirjeldasime, on üllatavad, sest erinevalt teistest mikroorganismidest ei sõltu nende elutegevus orgaanilisest materjalist ega hapnikust,” lisab Whyte. “Selle asemel jäävad nad ellu, süües ja hingates lihtsaid anorgaanilisi ühendeid, nagu metaan, sulfiidid, sulfaat, süsinikmonooksiid ja süsinikdioksiid, mida kõike Marsil leidub. Samuti suudavad nad siduda atmosfäärist süsihappegaasi ja lämmastikugaase, mis kõik muudab nad hästi kohanevateks ellujäämiseks väga ekstreemsetes keskkondades Maal ja kaugemalgi.”
Järgmised sammud uurimistöös on selle kummalise mikroobse ökosüsteemi kõige rikkalikumate ja aktiivsemate liikmete kultiveerimine ja edasine iseloomustamine, et paremini mõista, miks ja kuidas nad Lost Hammer Springi väga külmas, soolases keskonnas arenevad. Teadlased loodavad, et see omakorda aitab tõlgendada põnevaid, kuid mõistatuslikke väävli ja süsiniku isotoope, mis saadi väga hiljuti NASA Curiosity Roverilt Marsi Gale’i kraatrist.
