De diepste organismen op aarde kunnen bewijs bevatten van buitenaards leven op Mars

Om te begrijpen welk leven diep op Mars zou kunnen overleven, moeten we kijken naar enkele van de diepste en oudste levende vormen op onze planeet.

Mars is niet alleen een rode planeet: het is ook een natte planeet. Op 12 augustus rapporteerden Amerikaanse onderzoekers bewijs van… Enorme tank met vloeibaar waterdiep in de rotsachtige korst van de planeet.

De gegevens zijn afkomstig van NASA’s Mars Insight-lander, die in vier jaar tijd meer dan 1.300 trillingen op Mars registreerde. Onderzoekers onder leiding van Vashan Wright, een geofysicus bij het Scripps Institution of Oceanography aan de Universiteit van Californië, San Diego, bestudeerden de seismische golven die de rover bereikten en concludeerden dat Ze gingen door lagen nat gesteenteHoewel het oppervlak van Mars een dorre woestijn is, geven de gegevens van Wright aan dat er grote hoeveelheden water vastzitten in rotsen op een diepte tussen 11,5 en 20 kilometer (7,1 en 12,4 mijl) onder het oppervlak van de planeet.

“Als deze voorspellingen kloppen, denk ik dat dit een game-changer is”, zegt Karen Lloyd, een ondergrondse microbioloog aan de University of Southern California in Los Angeles.

De aanwezigheid van grondwater op Mars opent de deur naar de mogelijkheid van ondergronds leven op Mars. De afgelopen decennia hebben het bestaan ​​onthuld van een enorme biosfeer, diep verborgen in de aarde. Het lijkt er nu op dat hetzelfde voor Mars kan gelden. Als er leven op Mars bestaat, zou het ondergronds kunnen zijn.

Al meer dan dertig jaar verzamelen biologen bewijs daarvoor Het leven gaat diep onder de grond door Op aarde hebben onderzoekers diep in de zeebodem en continenten geboord, waarbij ze leven hebben gevonden in begraven sedimenten en zelfs tussen lagen en kristallen van vast gesteente.

De meeste van deze wezens die in het donker leven, zijn eencellige micro-organismen, vooral bacteriën en archaea. Deze twee enorme groepen zijn de oudst bekende levensvormen op aarde: ze bestonden meer dan drie miljard jaar geleden, lang voordat dieren en planten verschenen.

Dat is de afgelopen twintig jaar ook gebleken Diepe biosfeer “Het is eigenlijk heel divers. Er leven eigenlijk veel verschillende soorten organismen diep onder de grond”, zegt Cara Magnabusco, een geoloog aan het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Zürich.

Bacteriën zijn onderverdeeld in grote groepen, de zogenaamde phyla: slechts enkele tientallen van deze groepen zijn officieel erkend Naar schatting 1.300“Bijna al deze riffen zijn ondergronds te vinden”, zegt Magnabosco.

Omdat ze zo donker zijn, kunnen deze microben geen energie rechtstreeks uit zonlicht halen, zoals fotosynthetische organismen aan de oppervlakte doen. “Het allerbelangrijkste om op te merken is dat deze microben niet voor een groot deel afhankelijk zijn van de zon”, zegt Lloyd.

Ze krijgen ook geen andere input zoals voedingsstoffen van bovenaf. Veel van deze diepe ecosystemen zijn ‘volledig losgekoppeld van het oppervlak’, zegt Magnabosco.

In plaats daarvan vertrouwen deze ecosystemen op chemosynthese. Microben verkrijgen hun energie door chemische reacties uit te voeren, waarbij ze chemicaliën ontvangen van omringende rotsen en water. Microben kunnen bijvoorbeeld gassen zoals methaan of waterstofsulfide als bron van materialen gebruiken. “Het binnenste van de aarde bevat veel verschillende chemische reacties”, zegt Lloyd. “Velen van ons besteden veel tijd aan het zoeken naar nieuwe reacties die het leven ondersteunen.”

Hoewel eencellige microben het binnenste van de aarde domineren, zijn er enkele zeldzame dieren. Een onderzoek uit 2011 heeft dit geïdentificeerd Nematoden in breukwater 0,9 tot 3,6 km (0,6 tot 2,2 mijl) onder Zuid-Afrikaanse mijnen. Het water lijkt daar al minstens 3000 jaar te staan, wat erop wijst dat de nematodenpopulatie duizenden jaren oud kan zijn. Een vervolgonderzoek uit 2015 vond Platwormen, gesegmenteerde wormen, raderdiertjes en geleedpotigen In spleetwateren op een diepte van 1,4 km (0,9 mijl): het water daar was tot 12.300 jaar oud. De dieren voedden zich met een dunne laag microben op het oppervlak van de rots.

Als je diep genoeg ondergronds gaat, wordt druk ook een probleem. Ook het soort gesteente is belangrijk, want… Het beïnvloedt de chemische reacties die kunnen optreden Dus de soorten chemosynthetische microben die daar kunnen leven. ‘Maar ik kan je geen nummer geven [on how far down life exists] “Omdat we er nog niet zijn, omdat we nog niet erg diep hebben gegraven”, zegt Lloyd. De grens kan verrassend diep zijn: een onderzoek uit 2017 naar monsters van een moddervulkaan suggereerde dat deze grens verrassend diep kan zijn. Er kan leven bestaan ​​op een diepte van 10 kilometer (6,2 mijl) onder de zeebodem.

Sommige van deze levensvormen zijn erg langzaam. “Er zijn zeker grote delen van het binnenste van de aarde, vooral onder onze oceanen, waar miljoenen jaren lang niets gebeurt”, zegt Lloyd. Omdat er geen nieuwe voedingsstoffen van bovenaf komen en er geen manier is om te ontsnappen, hebben de microben op deze plaatsen heel weinig te eten. “Dit betekent dat ze simpelweg niet de energie hebben om nieuwe cellen te vormen”, voegt ze eraan toe. In plaats daarvan vertragen ze hun stofwisseling en bevinden ze zich bijna in een stagnerende toestand. “Het is volkomen aannemelijk dat een enkele cel duizenden jaren of langer kan leven.”

Dit soort leven – dat afhankelijk is van chemische reacties tussen rotsen en water, misschien met een extreem langzame stofwisseling – bestond waarschijnlijk in waterrijke rotsen diep in het oppervlak van Mars.

Tot nu toe is er geen concreet of direct bewijs van leven op Mars, ondanks tientallen jaren van onbemande missies naar de rode planeet. Het oppervlak is droog en koud, en geen enkel levend wezen is ooit in een momentopname terechtgekomen die met de camera van de Marsrover is gemaakt.

Kenmerken zoals groeven suggereren echter sterk dat Mars miljarden jaren geleden stromend water op zijn oppervlak had. Een deel van dit water is misschien verloren gegaan in de ruimte, maar het team van Wright concludeerde dat een groot deel ervan ondergronds zit.

“We weten dat water een basisvereiste is voor het leven zoals wij dat kennen”, zegt Lloyd. Dus misschien was het oppervlak van Mars in het verleden bewoonbaar, en nu is alleen het onderste deel ervan bewoonbaar. “Ik heb altijd de voorkeur gegeven aan het idee dat het leven op de een of andere manier begraven zou worden”, zegt ze.

Zoals de langzame microben die diep in de oceanen van de aarde leven, Microben op Mars kunnen zich aan het leven vastklampen Ondanks de schaarste aan voedingsstoffen, zegt Magnabosco, “kunnen dezelfde soort processen die plaatsvinden in het binnenste van de aarde plaatsvinden op Mars.”

Het meest suggestieve bewijs van leven tot nu toe Pluimen van methaangas in de lucht van Marselk Varieert met de seizoenenOp aarde wordt methaan vaak geproduceerd door micro-organismen, dus het gas kan het resultaat zijn van afval uit het ondergrondse leven. Lloyd dringt echter aan op voorzichtigheid. “Er zijn veel niet-levensgerelateerde redenen waarom methaanpluimen kunnen verschijnen”, zegt ze.

Bovendien zijn er nog veel meer obstakels Leven in het binnenste van Mars“Het leven heeft niet alleen water nodig, het heeft ook energie en ruimte nodig, dus het heeft een huis nodig”, zegt Lloyd. We weten nog niet of de poriën in de rotsen van Mars groot genoeg zijn voor microben. Insgelijks, Chemische samenstelling van diepe rotsen Dit is uiterst belangrijk, omdat het een bron van chemische energie zal zijn.

Voor Magnabusco is de ‘grootste twijfel’ over het leven op Mars ‘of het is ontstaan ​​of niet’. Omdat we niet weten hoe de eerste levende organismen uit niet-levende materialen zijn ontstaan, weten we niet of er überhaupt omstandigheden op Mars bestonden. Geschikt voor het ontstaan ​​van leven‘Als het leven zich op Mars zou kunnen ontwikkelen’, zegt ze, ‘heeft het vandaag de dag een zeer goede kans om te overleven en te bestaan ​​op Mars.’

Als er zo’n diepe biosfeer op Mars bestaat, hoe kunnen we die dan vinden? Het voor de hand liggende idee is om in Mars te boren, maar dan zouden we 10 kilometer diep of meer moeten boren – wat zelfs op aarde zwaar is. Zouden we dit doen op een planeet zonder ademende lucht of stromend water? “Het is veel moeilijker”, zegt Magnabosco.

“Het bestrijden van methaan zou heel nuttig zijn”, zegt Lloyd. Op dit moment weten we niet waar het gas vandaan komt. “Als we ontdekken dat waterzakken in verband worden gebracht met methaanpluimen,” Dit zou een suggestie zijn Van het leven, zegt ze.

Ten slotte, als er daadwerkelijk water rond Mars beweegt, kunnen we daarvan profiteren. Op het land zorgen voorzieningen zoals warmwaterbronnen voor water Van de diepten van de aarde naar de oppervlakte“Mars heeft moddervulkanen. Er zijn plaatsen op Mars waar je naartoe kunt gaan waar je diep onder het oppervlak monsters kunt vinden die zijn gewonnen en naar de oppervlakte zijn gebracht”, zegt Lloyd.

Het kan tientallen jaren duren voordat we een definitief antwoord krijgen. Dit antwoord kan ontmoedigend zijn: Mars is tektonisch en hydrologisch minder actief dan de aarde, wat erop wijst dat leven zeldzaam of niet-bestaand is. ‘Misschien zijn we op zoek naar leven dat al een hele tijd niet meer leeft’, zegt Lloyd. In dit geval vinden we mogelijk alleen fossiel bewijs, geen levende organismen. “Hoe dan ook, het is leven op Mars”, voegt ze eraan toe.

Als je dit verhaal leuk vond, Abonneer u op de Essential List-nieuwsbrief – Een zorgvuldig geselecteerde verzameling onmisbare functies, video’s en nieuws, twee keer per week in uw inbox.

Voor meer wetenschaps-, technologie-, milieu- en gezondheidsverhalen van de BBC kunt u ons volgen Facebook En X.