Článok pôvodne vyšiel na webe The Conversation. Autor prednáša environmentálnu mikrobiológiu na Queen's University Belfast.
Nedávne pozoruhodné dôkazy naznačili, že pod ľadovcom na Marse sa môže ukrývať slané jazero. Aj keď predstava soľanky pri mrazivých teplotách nevyznieva ako jedno z najprívetivejších prostredí vôbec, ťažko sa dá ubrániť premýšľaniu, či by tam organický život dokázal prežiť, či dokonca prebývať.
Akú podobu by však život mal? Keďže Mars bol raz svetom plným vody, skutočne môže ukrývať akúsi starobylú formu životu, či už skamenelú alebo živú.
Takisto je možné, že pozemské mikróby nechtiac kontaminovali planétu počas predošlých vesmírnych misií, a je teda možnosť, že by sa mohli usadiť v jazere.
Na Marse našli jazero s tečúcou vodou Čítajte Je nepravdepodobné, že nájdeme väčšieho tvora. Na Zemi žije hmyz, ryby či iné organizmy, ktoré prežívajú aj pri teplotách pod nulou. Marsu však chýba potravinový reťazec, ktorý by udržal vyššie organizmy.
Oproti tomu mnoho mikroorganizmov je schopných prebývať v nehostinnom prostredí, aj keď v okolí nič iné nežije.
Z výskumu na Zemi vieme, že mnoho mikróbov dokáže prežiť v soľanke. Nedávna štúdia ukázala, že komunity takýchto "halofilických mikróbov", organizmov prispôsobených žiť pri vysokých koncentráciách soli, sú rozmanité a hojné v biomase, a to aj keď je nasýtená kuchynskou soľou.
Mnohé pozemské halofily sú odolné, majú vysokú toleranciu na ultrafialové svetlo a nízke teploty. Niektoré sú schopné bunečného dýchania aj bez kyslíka.
Určité halofilické mikróby, vrátane huby aspergillus penicillioides, baktérie halanaerobium hydrogeninformans a organizmov známych ako archeóny, ktoré produkujú metán, by mohli prežiť v marťanskej soľanke.
Nízka teplota
Hlavnou prekážkou životu bude zrejme neúmerne nízka teplota (približne mínus 70 stupňov Celzia). Marsovské teploty sú pritom o niečo vyššie než tie, ktoré sa na Zemi používajú v chladničkách na zachovanie mikróbov či iného organického materiálu v nečinnom, no životaschopnom stave.
Zisťovali, či je možné premeniť Mars na druhú Zem Čítajte Okrem toho, niektoré soli dokážu zabrániť zamrznutiu aj pri takých nízkych teplotách ako na Marse. Nepochybne niektoré mikroorganizmy by sa mohli uchovať, či dokonca prežiť na Marse.
Vieme, že mikróby dokážu prežiť dlhodobo v stave nečinnosti, a to aj bez tečúcej vody. Stále síce nevieme, ako dlho, no zrejme tisícky rokov a možno aj dlhšie. Určité rastliny a zvieratá, napríklad hlístovce, ktoré sú zraniteľnejšie než niektoré mikróby, sa podarilo oživiť zamrznuté v permafroste, kde zotrvali 30 až 42 tisíc rokov.
Mikróby tiež našli v tekutinách vo vnútri starovekých soľných kryštáloch. Skamenelé bunky prvých organizmov na Zemi sa zas zachovali v starobylých skalách, vrátane halofilických.
Typy solí
Oveľa ťažšie sa už preukáže, že bunky môžu byť aktívne aj v marťanských podmienkach. Tečúca voda je pre činnosť mikróbov nevyhnutná a vodné plochy na Zemi s populáciami buniek sa líšia veľkosťou od oceánov až po tenké vrstvy vodných molekúl, ktoré ľudské oko nevidí.
Ako hľadať život na Marse? Podobne ako v Arktíde Čítajte Soli umožňujú zistiť, či vo vode môže dôjsť k činnosti mikróbov. Podielu vodných molekúl v roztoku sa hovorí aj relatívna molekulová hmotnosť vody, prípadne "vodná aktivita". Táto veličina môže udávať, či na určitom mieste a čase je život možný.
Všetky mikroorganizmy majú optimálnu hodnotu vodnej aktivity, a tiež aj minimálnu, pri ktorej sa všetka metabolická činnosť zastaví (vzhľadom na podmienky v prostredí a druh organizmu sa to veľmi líši).
Typy solí a živín rozpustených vo vode ovplyvňujú vodnú aktivitu. Niektoré z rozpustených látok naraz zrieďujú molekuly vody a držia sa ich pomocou chemických väzieb, čím niekedy bránia bunkám dostať sa k nim.
Chemické zloženie rozpustených látok teda môže určiť, či si proteíny, membrány a ďalšie sústavy, na ktorých život závisí, udržia dostatočnú pevnosť a pružnosť, aby ostali celé a funkčné.
Kým na Zemi sa najčastejšie vyskytujú soľanky s chloridom sodným, na Marse v dávnej minulosti a aj teraz sú bežné síranové soli. Nevieme však, či sa v marťanskom jazere nachádzajú práve tieto soli. Ak áno, pre mikróby je to zlé.
Jedna štúdia zistila, že marťanské soľanky obsahujúce síranové soli môžu mať vyššiu iontovú silu (miera elektrického nabitia soľného roztoku) než tie na Zemi, čo by ich robilo viac nehostinnými. Zatiaľ však nie je jasné, čo to spôsobuje.
Iné typy solí, vrátane chloridu horečnatého a chloristanu, zvyšujú prispôsobivosť biologických molekúl pri teplotách pod nulou, a tak podnecujú bunečný metabolizmus.
Astronóm: Na Mars musia prísť bagre a vrtáky. Vodu môžu hľadať aj inde Čítajte Takéto soli, ktorým sa hovorí aj chaotropické, umožňujú mikróbom rásť aj pri oveľa nižších teplotách než zvyčajne.
Prítomnosť ďalších chaotropických organických látok, vrátane glycerolu, alkoholov a fruktózy, tiež môže podnietiť bunečný metabolizmus v inak nehostinných podmienkach ako sú nízke teploty či nízka vodná aktivita.
Soľanky sú zložité. Aj keď vieme veľa o biofyzikálnych hraniciach života na Zemi, o tom, ako záťaž zvláda absolútna väčšina pozemských mikróbov, vieme veľmi málo. Ak sa na potvrdí objav podľadovcového jazera na Marse, najprv bude treba určiť typy solí, aby sme vedeli viac o tom, čo pre bunečný život znamená.
Komora na konverváciu?
Z toho, čo vieme o živote na Zemi, malá vodná aktivita, soli, chaotropické podmienky a teploty okolo mínus 70 stupňov Celzia môžu uchovať život. No uchovať nie je to isté ako byť nažive.
Spodná hranica pre šírenie života na Zemi je v rozmedzí od mínus pätnásť do mínus dvadsať stupňov Celzia v prípade najodolnejších mikróbov. Hranica pre bunečný metabolizmus spočíva v rozmedzí od mínus dvadsať do mínus štyridsať stupňov.
Organické molekuly na Marse mohli objaviť skôr. No sondy ich zničili Čítajte Inak povedané, doteraz sme nenašli žiaden pozemský mikrób, ktorý by si udržal bunečnú činnosť v podmienkach, ktoré panujú na Marse.
Ak sa na marťanskom povrchu naozaj nachádzajú pozemské mikróby, môžu byť nažive, aj keď budú neaktívne. Pravdepodobne by sa prebudili, keby sa teploty vyšplhali na biologicky potrebnú úroveň. A keď je raz na Marse aktívny život, je logické predpokladať, že prebehne jeho evolúcia.
Podľadovcové slané jazero na Marse je v skutočnosti skôr komora na konzerváciu než kolískou života. Napriek tomu je objav veľmi vzrušujúcou správou, čím sa z jazera stáva skvelý cieľ pre budúce vesmírne misie hľadajúce stopy po starobylom živote.
Autor: John E. Hallsworth
