Kredit gambar: NASA / JPL
Selama misi NASA Selasa menjelaskan tentang kemajuan dengan bajak di Meridiani Planum, penyelidik utama Mars Exploration Rover (MER), Steve Squyres memperkenalkan tidak hanya mengejutkan bukti air baru, tetapi sepotong baru pada teka-teki astrobiologis yang lebih besar: air dan belerang. "Dengan jumlah garam sulfat ini (hingga empat puluh persen sulfur di beberapa tempat dekat lokasi pendaratan Opportunity), Anda harus melibatkan air."
Tetapi air hanyalah potongan teka-teki pertama dalam gambar biologis masa depan untuk planet merah, menurut para ilmuwan misi. Sentimen ini digarisbawahi dengan mempertimbangkan hanya beberapa potongan puzzle yang masih hilang. Waktu misalnya adalah satu elemen yang belum dipertimbangkan. “Kita tahu bahwa unsur-unsur biogenik utama dan minor yang penting ada di Mars,” tulis Rocco Mancinelli, seorang ilmuwan SETI Institute, “Faktor utama dalam menentukan apakah kehidupan dapat muncul di Mars terletak dalam menentukan apakah air cair ada di permukaannya untuk mencukupi. waktu. Sejarah air terletak pada mineralogi bebatuan. ”
Kelayakhunaan dan Energi
Tetapi sekarang beberapa bagian lokal Mars menunjukkan janji mineralogi tentang air seperti itu setidaknya untuk sementara waktu 'direndam' ke dalam catatan geologis mereka, bahan-bahan utama apa yang mungkin diperlukan selanjutnya, terutama untuk mendukung kasus meyakinkan untuk kelayakhunian zaman dahulu? Pertanyaan yang sulit meminta perbandingan dengan apa yang diketahui oleh ahli mikrobiologi tentang kehidupan di Bumi, jadi kita harus mulai dengan eksperimen yang lebih sederhana: Bagaimana mikroba Bumi yang kuat dapat bertahan hidup hari ini di Mars?
Tidak terlalu baik, menurut kebanyakan ahli mikrobiologi. Masalah majemuk suhu rendah, tekanan rendah, dan energi yang langka berlipat ganda di Mars saat ini, bahkan ketika 'hari ini' dimasukkan untuk memasukkan puluhan juta tahun terakhir dalam sejarah meteorologi Mars.
Dibandingkan dengan suhu rata-rata bumi 15 C (59 F), Mars secara global memiliki suhu rata-rata -53 C (-63,4 F). Sementara suhu sementara kadang-kadang naik di atas titik beku air di daerah khatulistiwa di sekitar kedua lokasi pendaratan, sebagian besar skenario biologis membutuhkan suntikan pendorong kehangatan dasar. Kasus yang layak huni untuk planet merah biasanya menempatkan Mars yang telah lama hilang - yang lebih basah dan lebih hangat daripada yang mungkin tampak bermusuhan bahkan terhadap makhluk hidup paling keras yang dikenal saat ini.
Generasi Selanjutnya dari Mikroba Lebih Baik, Desulfotomaculum
Tapi begitu sumber air teridentifikasi, mungkin masalah langsung yang lebih besar di Mars adalah atmosfer yang sangat tipis dan tidak dapat digantung, yang hanya satu persen dari tekanan permukaan laut Bumi. Jika terpapar di permukaan, mikroba di Mars saat ini akan dengan cepat mati rasa dan membeku. Yaitu, kecuali ia dapat melakukan semacam hibernasi begitu lingkungan berubah ekstrem menjadi biologi yang disukai. Calon mikroba yang menjanjikan harus mengembangkan beberapa cara untuk bersporulasi, karena itu akan menjadi nilai tambah yang besar untuk berhibernasi selama periode yang lama setiap kali cuaca Mars berubah tidak ramah.
Para ilmuwan tertarik dengan bukti air kuno - dan sejauh ini, yang ditemukan di dekat situs Peluang telah mengajukan pertanyaan spekulatif: akankah bakteri pembentuk spora dan pereduksi sulfat menawarkan organisme model baru untuk generasi berikutnya dari pemburu mikroba Mars?
Menurut salah satu anggota tim veteran Viking dan MER ilmu pengetahuan, Benton Clark, salah satu kandidat tersebut telah menjadi pesaing utama untuk mengatasi kondisi Mars yang keras yang sebaliknya dapat mematikan mikroba secara fatal. Clark, dari Lockheed Martin di Denver, mengatakan, "Saya selalu memiliki organisme favorit, Desulfotomaculum, yang merupakan organisme yang dapat hidup dari sulfat, seperti yang kita temukan di bebatuan ini."
Sejak 1965, ketika spora-pertama kali ditemukan dan diklasifikasikan, biologinya telah menawarkan beberapa yang terbaik untuk kelangsungan hidup mikroba. Hidup tanpa sinar matahari sambil membentuk spora ketika cuaca menjadi dingin atau kering bisa menjadikan organisme yang kuat ini menjadi model yang dipertimbangkan di antara ilmuwan planet masa depan.
Kemandirian Energi Surya Primitif
Secara longgar, nama Desulfotomaculum berarti 'sosis' yang mengurangi senyawa sulfur. Ini adalah organisme berbentuk batang; Latin, -tomaculum, berarti 'sosis'. Desulfotomaculum adalah anaerob, artinya tidak memerlukan oksigen. Secara terestrial, ia ditemukan di tanah, air, dan wilayah panas bumi, dan di usus serangga dan rumor hewan. Siklus hidupnya tergantung pada pengurangan senyawa sulfur seperti magnesium sulfat (atau garam epsom) menjadi hidrogen sulfida.
Mikroba yang memetabolisme sulfur menggunakan bentuk pembangkitan energi yang sangat primitif: aksi kimianya sama pentingnya dengan habitat langsungnya. Dari apa yang kita ketahui tentang kondisi di Bumi awal, itu mungkin panas, dan ada banyak ultraviolet (UV). Itu adalah atmosfer yang mengurangi, jadi hal-hal seperti hidrogen sulfida sebagai sumber energi anorganik mungkin adalah apa yang tersedia untuk digunakan. Di Bumi, beberapa spesies Desulfotomaculum tumbuh optimal pada 30-37 C tetapi dapat tumbuh pada suhu lain tergantung pada yang mana dari hampir 20 spesies Desulfotomaculum sedang dibudidayakan.
Di planet kering yang sangat dingin yang begitu jauh dari Matahari, segala sesuatu yang berhasil dimetabolisme juga akan mendapat manfaat dari beberapa jalur baru selain fotosintesis untuk menghasilkan energi. Anehnya, sementara beberapa jenis bahaya radiasi di Mars bisa berbahaya, kurangnya sinar matahari UV itu sendiri adalah masalah langsung. Jenis dan intensitas sinar matahari apa yang paling berguna bagi kehidupan hijau atau kaya klorofil di Bumi? Atau ketika mungkin mikroba hanya tumbuh subur dengan naungan membantu dari penutupan tanah atau emperan batu yang gelap. Melakukan tanpa sinar matahari langsung mungkin merupakan norma Mars.
“[Desulfotomaculum] membutuhkan hidrogen untuk itu, tetapi [sulfur] adalah sumber energinya. Ini dapat bekerja tanpa tergantung pada matahari, ”kata Clark. "Alasan saya menyukai organisme yang terakhir adalah karena ia dapat membentuk spora juga, sehingga ia dapat berhibernasi selama masa-masa sementara ini di Mars antara mantra yang lebih hangat dan perbedaan dalam kemiringan [surya] yang kita ketahui."
"Jadi, selain bukti fisik fosil," kata Clark, "Anda dapat memiliki bukti kimia. Ternyata belerang adalah salah satu pelacak yang bekerja dengan cukup baik dalam fraksinasi isotop. Ketika organisme hidup memproses belerang, mereka cenderung untuk memecah-mecah isotop berbeda dari cara geologis atau mineralogi ... Jadi ada organisme dan cara isotop untuk mencarinya. Untuk melakukan analisis isotop, Anda mungkin akan memiliki sampel kembali di Bumi. "
Melestarikan Hidup
Ahli geologi MIT, John Grotzinger, mengambil pertanyaan yang menantang tentang bagaimana perencana misi masa depan mungkin mulai merumuskan strategi biologis secara keseluruhan. Setelah berhasil mendarat di dekat singkapan semacam ini di situs Peluang, dapatkah misi Mars di masa depan mencari bukti kehidupan fosil? “Jawaban untuk pertanyaan ini sangat sederhana. Di Bumi, yang merupakan satu-satunya pengalaman yang kita miliki, menemukan fosil yang tersimpan di bebatuan kuno sangat langka. Anda harus melakukan apa saja untuk mengoptimalkan situasi demi kelestariannya. ”
Dari awal misi Peluang, Andrew Knoll, seorang ahli paleontologi Harvard dan anggota tim sains MER mengatakan kepada Majalah Astrobiology bahwa, "Pertanyaan nyata yang ingin diingat ketika memikirkan Meridiani adalah: Tanda tangan apa, jika ada, dari bahwa biologi sebenarnya bisa dilestarikan dalam batuan yang stabil secara diagenetika? ..Jika air hadir di permukaan Mars selama 100 tahun setiap 10 juta tahun, itu tidak terlalu menarik untuk biologi. Jika ada selama 10 juta tahun, itu sangat menarik. "
"Anda khawatir dulu tentang pelestarian," tegas Grotzinger. “Anda menargetkan strategi Anda untuk mengoptimalkan pelestarian. Jika ada sesuatu di sana, [kondisi ini] ideal untuk kapsul waktu ... tetapi itu adalah sesuatu yang menantang. ... Kami ingin mendorong kehati-hatian dalam menafsirkan hasil ini pada titik ini. "
"Tetap disini," simpul Squyres.
Sumber Asli: NASA / Astrobiology Magazine
