Nie zuvor gesehene Mikroben in der Arktis könnten die Suche nach Leben auf dem Mars unterstützen

McGill-Forscher untersuchten die Extrem salzige, sehr kalte und fast sauerstofffreie Umgebung unter dem Permafrostboden der Quelle Lost Hammer in Kanadas Hocharktis, um nach Leben zu suchen. Warum? Weil diese Umgebung dem Mars am nächsten ist, die es auf der Erde gibt, laut Pressemitteilung Diese Woche von der Institution veröffentlicht.

Mikroben überleben nicht nur, sondern gedeihen

In dieser neuen Studie fanden die Wissenschaftler heraus, dass es Mikroben gelang zu überleben – und sogar zu gedeihen – was darauf hindeutet, dass dort kann auch Leben auf dem Roten Planeten sein. Die Forscher nutzten sogar modernste genomische Techniken, um Einblick in den Stoffwechsel der Mikrobe zu gewinnen.

Sie fanden heraus, dass die Mikroorganismen überleben können, indem sie einfache anorganische Verbindungen essen und einatmen, wie sie auf dem Mars nachgewiesen wurden, wie Methan, Sulfid, Sulfat, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid.

„Es hat ein paar Jahre gedauert, mit dem Sediment zu arbeiten, bevor wir in der Lage waren, aktive mikrobielle Gemeinschaften erfolgreich nachzuweisen“, erklärte Elisse Magnuson, Doktorandin an der McGill und Erstautorin der Veröffentlichung. „Der Salzgehalt der Umgebung stört sowohl die Extraktion als auch die Sequenzierung der Mikroben. Als wir also Beweise für aktive mikrobielle Gemeinschaften finden konnten, war dies eine sehr zufriedenstellende Erfahrung.“

DNA sequenziert von 110 meist neuen Organismen

Die Forscher sequenzierten DNA aus der Frühlingsgemeinschaft, indem sie die Genome von etwa 110 Mikroorganismen rekonstruierten, von denen die meisten noch nie zuvor gesehen wurden.

„Die Mikroben, die wir bei Lost Hammer Spring gefunden und beschrieben haben, sind überraschend, weil sie im Gegensatz zu anderen Mikroorganismen zum Leben nicht auf organisches Material oder Sauerstoff angewiesen sind“, fügte der Studienleiter hinzu. Lyle Whyte des Departements Bodenkultur.

„Stattdessen überleben sie, indem sie einfache anorganische Verbindungen wie Methan, Sulfide, Sulfate, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid essen und einatmen, die alle auf dem Mars zu finden sind. Sie können auch Kohlendioxid- und Stickstoffgase aus der Atmosphäre binden, allewas sie sehr gut geeignet macht, um in sehr extremen Umgebungen auf der Erde und darüber hinaus zu überleben und zu gedeihen.“

Lost Hammer Spring, in Nunavut in Kanadas hoher Arktis, ist eine der kältesten und salzigsten terrestrischen Quellen, die jemals entdeckt wurden. Das Wasser ist extrem salzig ~24% Salzgehalt, ständig bei Minustemperaturen ~−5 °C, und enthält fast keinen Sauerstoff <1 ppm gelöster Sauerstoff.

Diese Art von Bedingungen wurde auch in bestimmten Gebieten auf dem Mars gefunden, wo sie weit verbreitet sind.Salzvorkommen und mögliche kalte Salzquellen wurden beobachtet. Frühere Studien haben auch Hinweise auf Mikroben in dieser Art von Mars-ähnlicher Umgebung gefunden. Die McGill-Studie ist jedoch eine der wenigen, die lebende und aktive Mikroben gefunden hat.

Die Forschungwurde veröffentlicht ein Magazin Natur.

Zusammenfassung:

Lost Hammer Spring, gelegen in der Hocharktis von Nunavut, Kanada, ist eine der kältesten und salzigsten terrestrischen Quellen, die bisher entdeckt wurden. Sie gibt ständig anoxische <1 ppm gelöster Sauerstoff, Minustemperaturen ~−5 °C ab und hypersaline ~24 % Salzgehalt Sole aus dem Untergrund durch bis zu 600 m Permafrost. Das Sediment ist sulfatreich 1 M und setzt kontinuierlich Gase frei, die hauptsächlich aus Methan bestehen ~ 50 %.kälteste bekannte terrestrische Methanaustritt und ein Analogon zu außerirdischen Gewohnheiten auf dem Mars, Europa und Enceladus.Ein Multi-Omics-Ansatz unter Verwendung von Metagenom-, Metatranskriptom- und einfachamplifizierter Genomsequenzierung enthüllte einen seltenen terrestrischen Oberflächenlebensraum, der eine überwiegend lithoautotrophe aktive mikrobielle Gemeinschaft unterstütztTeil durch SulfidoxidationGammaproteobakterienAbfangen von Sauerstoffspuren. Genome aktiver anaerober Methan-oxidierender Archaeen ANME-1 zeigten Hinweise auf mutmaßliche metabolische Flexibilität und hypersaline und Kälteanpassungen. Hinweise auf anaerobe heterotrophe und fermentative Lebensweisen wurden in Kandidatenstämmen DPANN-Archaeen und CG03-Bakteriengenomen gefunden.Unsere Ergebnisse zeigen marsrelevante Stoffwechselvorgänge, einschließlich Sulfidoxidation, Sulfatreduktion, anaerobe Oxidation von Methan und Oxidation von Spurengasen H₂, CO₂ unter anoxischen, hypersalinen und Minustemperaturen nachgewiesen, was den Beweis dafür liefert, dass ähnliches mikrobielles Leben möglicherweise in ähnlichen Lebensräumen auf dem Mars überleben könnte.