يمكن لهذه البحيرة شديدة السمية أن تبين لنا كيف نجت الحياة على المريخ

لاجونا كالينتي في فوهة بركان بوا. (Lagringa / ويكيميديا ​​كومنز ، المجال العام)

البحث عن الحياة كوكب المريخ ليس بالأمر السهل. ليس من الصعب الوصول إلى الكوكب الأحمر فحسب ، بل إنه غير مضياف للحياة كما نعرفه.

ومع ذلك ، هناك أماكن على الأرض يمكن أن توضح لنا كيف تمكنت الحياة من البقاء على سطح المريخ - إن لم يكن الآن ، فعندئذ في مرحلة أخرى خلال تاريخ الكوكب البالغ 4.5 مليار سنة. قد تفكر في أماكن مثل الصحاري وستكون على حق؛ لكن المريخ ما هو أكثر من الصحاري.

حقق العلماء في الميكروبات التي تعيش بطريقة ما في أحد أكثر الأماكن قسوة على الأرض: بحيرة حارة وسامة وحمضية في فوهة بركانية في كوستاريكا. إن الطرق التي تتكيف بها هذه الميكروبات المتطرفة مع بيئتها الجهنمية يمكن أن توضح لنا كيف كان من الممكن أن تعيش الميكروبات ذات يوم على كوكب المريخ الأصغر والأكثر رطوبة والأكثر بركانية.

'إحدى النتائج الرئيسية التي توصلنا إليها هي أنه ، داخل هذه البحيرة البركانية الشديدة ، اكتشفنا فقط أنواعًا قليلة من الكائنات الحية الدقيقة ، ومع ذلك فهناك العديد من الطرق المحتملة للبقاء على قيد الحياة ،' قال عالم الفلك جاستن وانغ من جامعة كولورادو بولدر.

نعتقد أنهم يفعلون ذلك من خلال البقاء على أطراف البحيرة عند حدوث الثورات البركانية. هذا عندما يكون وجود مجموعة واسعة نسبيًا من الجينات مفيدًا.

تُعرف البحيرة باسم Laguna Caliente (تعني حرفياً 'البحيرة الساخنة') وهي تقع في فوهة البركان النشط بركان بواس في كوستاريكا. إنها واحدة من أكثر البحيرات حمضية في العالم ، مع طبقة من الكبريت السائل تطفو على طول القاع ، وغالبًا ما تولد أمطارًا ضبابية حمضية محلية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الماء مليء بالمعادن السامة. إنه لا يعج بالحياة بالضبط.

ومع ذلك ، فهي ليست غير مأهولة بالكامل أيضًا. في عام 2013 ، وجد فريق بحث بقيادة جامعة كولورادو بولدر أن أ نوع واحد من الميكروبات كان يعيش في البحيرة ، من الجنس اسيدوفيلوس ، أو 'عاشق الحمض' ، والتي تعيش في بيئات حمضية ، ولديها عدد من الجينات التي تسمح لها بالقيام بذلك.

استمر بركان Poás في الانهيار وفي عام 2017 ، اندلع بشكل متفجر. بطبيعة الحال ، قرر فريق من الباحثين إعادة زيارة Laguna Caliente ليروا كيف أثر النشاط البركاني المستمر على المجتمع الميكروبي الذي حددوه في عام 2013 ، خاصة وأن الانفجارات البركانية لديها القدرة على تعقيم البحيرة.

أخذ الباحثون عينات من البحيرة ، وكتل الكبريت ، والرواسب الموجودة في قاع البحيرة ، وعرضوها لتسلسل الجينات وتسلسل `` بندقية الصيد '' لتحديد أي كائنات قد تكون كامنة فيها. والمثير للدهشة ، ليس فقط اسيدوفيلوس لا يزال موجودًا ، وكذلك كان عددًا صغيرًا من الأنواع الميكروبية الأخرى.

اسيدوفيلوس كانت الأنواع السائدة التي وجدت تسكن البحيرة ، ولكن جميعها لديها تكيفات كبيرة للبقاء على قيد الحياة. وجد الفريق أن البكتيريا لديها جينات قد تمنح مقاومة للأحماض ، بالإضافة إلى جينات مقاومة للحرارة - وهي مهمة للغاية في بيئة يمكن أن تصل إلى درجات حرارة الغليان.

بالإضافة إلى ذلك ، تمتلك الكائنات الحية عددًا كبيرًا من الجينات التي تسمح لها باستقلاب المواد المختلفة التي قد تكون سامة للآخرين. وتشمل هذه المواد الكبريت والحديد والزرنيخ. لديهم أيضًا جينات لـ تثبيت الكربون ، مما يسمح للنباتات بتحويل الكربون إلى مركبات عضوية ؛ ويبدو أنه قادر على معالجة كل من السكريات البسيطة والمعقدة ، وكذلك حبيبات البلاستيك الحيوي ، والتي يمكن استخدامها في أوقات الطاقة وحرمان الكربون.

'توقعنا الكثير من الجينات التي وجدناها ، لكننا لم نتوقع هذا العدد نظرًا لانخفاض التنوع البيولوجي في البحيرة ،' قال وانغ . كانت هذه مفاجأة كبيرة ، لكنها أنيقة للغاية. من المنطقي أن هذه هي الطريقة التي تتكيف بها الحياة مع العيش في بحيرة فوهة بركانية نشطة.

تحظى البيئات الحرارية المائية باهتمام متزايد من علماء الأحياء الفلكية. غالبًا ما لا تعتمد الكائنات الحية التي تمكنت من الازدهار في هذه الأماكن المتطرفة على ضوء الشمس للبقاء على قيد الحياة ، ولكنها تسخر التفاعلات الكيميائية لإنتاج الطاقة. هذا يعني أنها يمكن أن تقدم نظيرًا للأنظمة البيئية التي قد توجد في مواقع أخرى بعيدة عن الشمس ، مثل أقمار المحيط الجليدية المخفية لزحل و كوكب المشتري .

لكن يعتقد العلماء أيضًا أن الحياة على الأرض ربما تكون قد بدأت في بيئة حرارية عميقة لأنها ستكون آمنة من الأشعة فوق البنفسجية القاسية للشمس الفتية بينما تحتوي على كل منالمكونات اللازمة للحياة. ربما عندما كان المريخ أصغر سنًا ،طقس، و اكثرنشط بركانيًا، يمكن أن تكون البيئات الحرارية المائية قد أشعلت الحياة أيضًا.

يوفر بحثنا إطارًا لكيفية وجود 'الحياة على الأرض' في البيئات الحرارية المائية على سطح المريخ ، ' قال وانغ .

لكن ما إذا كانت الحياة موجودة على كوكب المريخ من قبل وما إذا كانت تشبه الكائنات الحية الدقيقة الموجودة لدينا هنا أم لا ، فلا يزال هذا سؤالًا كبيرًا. نأمل أن يوجه بحثنا المحادثة لتحديد أولويات البحث عن علامات الحياة في هذه البيئات.

تم نشر بحث الفريق في الحدود في علم الأحياء الفلكي .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.