Jets speien Salzwasser und Eis vom Saturnmond Enceladus. Könnte es Leben in dieser Mischung aus Wasser, Salz und Temperatur geben?
Eine neue Studie zeigt, dass Bakterien in den salzhaltigen Chemikalien auf Mars, Enceladus, Europa, Pluto und möglicherweise an anderen Orten überleben können.
Die Entdeckung von Jets und unterirdischen Ozeanen auf Jupiters Satelliten in Europa, organische Materialien des Mars und wahrscheinliche hydrothermale Quellen in den Ozeanen des Saturnmondes Enceladus bringen die Menschheit der Suche nach dem Leben eines anderen näher. Solche Formen müssen extremen Bedingungen standhalten, und frühere Studien haben gezeigt, dass es verschiedene Arten von Bakterien geben kann.
Flüssigkeitskörper auf einigen von der Sonne entfernten Körpern haben niedrigere Gefrierpunkte aufgrund von Chemikalien und Salzen, die Frostschutzmittel darstellen. Daher muss das mikrobielle Leben dort sowohl der Temperatur als auch den Bestandteilen standhalten. Um die Lebensfähigkeit der Mikroben zu erhöhen, führten die Forscher Tests mit Planococcus halocryophilus durch, einem Bakterium, das im Permafrost der Arktis gefunden wurde.
Die Bakterien wurden Tests in Natrium-, Magnesium- und Calciumchlorid sowie in Perchloratlösung unterzogen. Letzteres ist eine chemische Verbindung, die dem Mars helfen kann, das Wasser den ganzen Sommer über in flüssigem Zustand zu halten.
Giftig für das Leben
Da Perchlorate in hohen Konzentrationen giftige Substanzen sind, wollten die Wissenschaftler herausfinden, in welchem Ausmaß und in welchen Konzentrationen sie die Überlebensfähigkeit von Bakterien verhindern können. Die Überlebensrate für Bakterien in Perchlorat war viel niedriger als in anderen Lösungen. Bei Temperaturen bis -30 ° C besserte sich die Situation jedoch.
Die niedrigste Gefrierpunkterniedrigung (der gelöste Stoff kann den Gefrierpunkt der Lösung senken) für Perchlorat erreicht 50% der Masse der gesamten Lösung. Dies ist unglaublich hoch im Vergleich zur Herabsetzung des Gefrierpunkts anderer Chloride.
Es wird angenommen, dass der unterirdische Ozean Europas reich an Salz ist. Zu Zeiten, in denen Salzwasser die Oberfläche erreicht, ist es hochenergetischen Partikeln ausgesetzt, die in Jupiters Strahlungsgürteln eingeschlossen sind und weiße in gelblich-braune Salze umwandeln.
Das heißt, Mars kann das Leben nicht unterstützen? Wissenschaftler sagen, die Wahrscheinlichkeit ist. Das Vorhandensein von Perchlorat schließt Leben nicht aus, da Bakterien in einer 10% igen Lösung wachsen können. Der Mars-Oberflächenboden enthält weniger als 1% Perchlorat, aber die Salzkonzentration in den Lösungen unterscheidet sich von der Konzentration im Boden.
Überlebensfähig
Perchloratflüssigkeitslösungen können verdünnt werden, um die Überlebensfähigkeit von Bakterien zu erhöhen. Das Gleichgewicht zwischen Konzentration und Temperatur muss jedoch gewahrt bleiben. Orte wie Desert Attacks (Chile) und Gebiete in der Antarktis sind mit relativ viel Perchlorat ausgestattet. Und Mikroben finden Wege, um diese Bedingungen zu umgehen. Niedrigere Temperaturen erhöhen in der Regel die Überlebensfähigkeit von Mikroorganismen, aber die Temperatur ist nicht der Hauptfaktor für alle. Die Art der Mikrobe und die Zusammensetzung der chemischen Lösung beeinflussen ebenfalls die Vitalität. Die Analyse zeigte, dass Bakterien in einer Lösung von Natriumchlorid (NaCl) 14 Tage lang bei Raumtemperatur starben. Bei 4 ° C erhöhte sich das Überleben, und als die Marke -15 ° C erreichte, überlebten fast alle Bakterien. NaCl hat einen höheren Gefrierpunkt (-21 ° C) als andere Salze. Bakterien in Lösungen von Magnesium und Calciumchlorid hatten eine höhere Überlebensrate bei -30 ° C.
Überlebensraten von Bakterien in verschiedenen Salzarten: Natriumchlorid (NaCl), Magnesiumchlorid (MgCl2) und Calciumchlorid (CaCl2). Je kühler die Temperatur, desto länger die Überlebenszeit
Wissenschaftler haben Bakterien mehreren Einfrier- / Auftauzyklen von 25 ° C bis -50 ° C ausgesetzt. Mars ist in der Lage, einige starke Temperaturänderungen an der Oberfläche (tagaktiv und saisonal) zu erleiden. Die durchschnittliche Mars-Temperatur erreicht etwa -60 ° C und sinkt an den Polen auf -125 ° C. Bakterien müssen sich daher an extreme Schwankungen anpassen.
Kochsalzlösungen verbessern die Überlebensraten. Wenn Bakterien gestresst sind, sind sie mit Schockreaktionen ausgestattet. Sie produzieren spezifische Proteine, die helfen, eine schädliche Umwelt zu regulieren, zu überleben und damit umzugehen. Die Zugabe von 10% Natriumchlorid verringerte den Grad des mikrobiellen Todes von 20% auf 7%.
Überleben vs. Wachstum
Die Studie zeigt die Möglichkeiten außerirdischer Mikroben auf, wobei der Unterschied zwischen Überleben und Wohlstand hervorgehoben wird. Die Fähigkeit, unter bestimmten Bedingungen zu existieren, bedeutet nicht, dass sie dort wachsen. Jetzt versuchen Wissenschaftler herauszufinden, wie unterschiedliche Salzkonzentrationen bei unterschiedlichen Temperaturen die Ausbreitung von Bakterien beeinflussen.
Solche Studien helfen, sich auf die Suche nach Leben zu konzentrieren oder die Möglichkeit des Überlebens von Mikroorganismen in toxischem Perchlorat nicht auszuschließen. Andere Variablen beeinflussen ebenfalls die Suche, wie z. B. die Fähigkeit von Bakterien, Strahlung oder extremen atmosphärischen Druck zu widerstehen. Vielleicht gibt es Faktoren, die wir noch lernen müssen.
