Apa yang bisa hidup di danau air asin di Mars? Seorang ahli menjelaskan

5 MAKNA RAHASIA SIMBOL POPULER YANG KALIAN TIDAK KETAHUI (Juli 2019).

Anonim

Bukti baru yang menggiurkan menunjukkan bahwa mungkin ada danau asin di bawah gletser di Mars. Sementara air asin pada suhu beku tidak terdengar seperti lingkungan yang paling ramah, sulit untuk menolak merenungkan apakah kehidupan organik dapat bertahan hidup - atau bahkan membuat semacam kehidupan - di sana.

Tetapi bentuk kehidupan seperti apa itu? Karena Mars pernah menjadi tempat yang jauh lebih berair, mungkin memang menyimpan beberapa bentuk kehidupan kuno - baik fosil atau hidup. Ada kemungkinan bahwa mikroba dari Bumi secara tidak sengaja telah mencemari planet selama misi eksplorasi ruang angkasa yang lalu, dan tidak masuk akal bahwa mereka sekarang berada di danau.

Kami tidak mungkin menemukan hewan yang lebih besar di danau. Ada beberapa serangga, ikan, dan organisme lain di Bumi yang mampu hidup pada suhu di bawah nol. Mars, bagaimanapun, tidak memiliki jaring makanan yang dibutuhkan untuk mempertahankan organisme yang lebih tinggi. Sebaliknya, banyak mikroorganisme yang mampu menghuni lingkungan yang bermusuhan bahkan ketika tidak ada organisme lain yang hadir.

Kita tahu dari penelitian di Bumi bahwa banyak mikroba dapat bertahan hidup di air asin. Satu penelitian baru-baru ini mengungkapkan bahwa komunitas seperti "mikroba halophilic", organisme yang beradaptasi untuk hidup pada kadar garam yang tinggi, beragam dan kaya akan biomassa - bahkan ketika jenuh dengan natrium klorida (garam meja).

Banyak halofil terestrial keras - sangat toleran terhadap sinar ultraviolet dan suhu rendah. Beberapa mampu bernafas seluler tanpa adanya oksigen. Mikroba halophilic tertentu - termasuk jamur Aspergillus penicillioides, bakteri Halanaerobium dan organisme penghasil metana yang dikenal sebagai archaea - mungkin dapat bertahan hidup di air asin Mars.

Suhu rendah

Hambatan utama untuk hidup mungkin adalah suhu yang sangat rendah (sekitar -70ºC). Namun suhu yang dialami di Mars sebenarnya kurang dingin daripada yang digunakan dalam freezer di Bumi untuk melestarikan sel mikroba atau bahan biologis lainnya dalam kondisi aktif namun masih hidup (-70ºC hingga -80ºC). Terlebih lagi, beberapa garam benar-benar dapat mencegah air asin membeku bahkan pada suhu serendah yang diharapkan di danau Mars. Oleh karena itu, tidak diragukan lagi bahwa beberapa sistem mikroba dapat dipertahankan (dan mungkin bertahan) di Mars.

Memang, kita tahu bahwa mikroba dapat bertahan lama dalam kondisi tidak aktif - bahkan tanpa air cair. Kami masih belum yakin berapa lama, tapi mungkin ribuan tahun dan mungkin lebih lama lagi. Tanaman dan hewan seperti cacing gelang - yang lebih rentan terhadap kerusakan daripada beberapa mikroba - telah dihidupkan kembali dari permafrost setelah dibekukan selama sekitar 30.000 hingga 42.000 tahun di Bumi.

Mikroba juga telah ditemukan dari cairan di dalam kristal garam kuno. Dan sel-sel fosil dari beberapa kehidupan pertama di Bumi telah dilestarikan di bebatuan kuno - termasuk yang terkait dengan garam.

Jenis garam

Apa yang lebih sulit untuk didemonstrasikan adalah sel-sel dapat aktif dalam kondisi Mars. Air cair sangat penting untuk fungsi mikroba, dan badan air di Bumi yang mendukung populasi sel dapat bervariasi dalam skala besar - dari lautan atau danau ke lapisan tipis molekul air yang tidak terlihat oleh mata telanjang.

Garam membantu menentukan apakah aktivitas mikroba dapat terjadi di air. Proporsi molekul air dalam larutan disebut fraksi molar relatif air - juga disebut sebagai "aktivitas air". Parameter ini dapat menentukan apakah kehidupan masuk akal di lokasi dan waktu tertentu. Semua mikroorganisme memiliki nilai optimal untuk aktivitas air, dan nilai minimum di mana aktivitas metabolik mereka berhenti (ini sangat bervariasi, tergantung pada mikroba dan kondisi lingkungan).

Jenis garam dan nutrisi yang larut dalam air mempengaruhi aktivitas air. Beberapa bahan terlarut baik molekul air encer dan berpegang pada mereka melalui ikatan kimia, kadang-kadang mencegah sel-sel dapat mengaksesnya. Sifat kimia dari senyawa terlarut karenanya dapat menentukan apakah protein, membran dan sistem lain yang hidup tergantung pada mempertahankan stabilitas dan fleksibilitas yang cukup untuk tetap utuh dan fungsional.

Sedangkan air garam didominasi oleh natrium klorida yang paling umum terjadi di Bumi, garam sulfat umum di Mars kuno, dan masih lazim saat ini. Tetapi kita tidak bisa memastikan apakah ini jenis garam yang ada di danau di Mars. Jika ya, itu mungkin kabar buruk bagi mikroba. Satu penelitian telah menemukan bahwa air asin yang mengandung garam sulfat sebenarnya dapat memiliki kekuatan ionik yang lebih tinggi (ukuran muatan listrik dari larutan garam) daripada yang ditemukan di Bumi, yang dapat membuatnya kurang layak huni. Mekanisme yang tepat yang mendasari ini, bagaimanapun, masih belum jelas.

Jenis garam lainnya, termasuk magnesium klorida dan perkhlorat, meningkatkan fleksibilitas molekul biologis pada suhu di bawah nol dan meningkatkan metabolisme sel. Garam semacam itu, yang dikenal sebagai "chaotropic", dapat memungkinkan pertumbuhan mikroba pada suhu yang jauh lebih rendah dari biasanya. Kehadiran zat organik lain yang bersifat chaotropik - termasuk gliserol, alkohol dan fruktosa - juga dapat meningkatkan metabolisme sel di bawah (kondisi yang tidak bersahabat), seperti pada suhu rendah atau aktivitas air yang rendah.

Jadi air asin sangat kompleks dan, sementara kita tahu banyak tentang batas biofisik untuk kehidupan di Bumi, sedikit yang diketahui tentang biologi stres dari mayoritas mikroba darat. Jika danau asin subglacial di Mars dikonfirmasi, pertama-tama kita harus menentukan garam apa yang ada untuk mengetahui lebih lanjut tentang implikasi untuk kehidupan seluler.

Ruang preservasi?

Jadi dari apa yang kita ketahui tentang kehidupan di Bumi, aktivitas air yang rendah, garam, kondisi chaotropik dan suhu sekitar -70 ºC masing-masing dapat bertindak untuk mempertahankan kehidupan. Tetapi diawetkan tidak persis sama dengan hidup dan menendang. Batas yang diketahui untuk pertumbuhan di Bumi terletak pada kisaran -15ºC hingga -20ºC untuk spesies mikroba yang paling tahan. Batas untuk metabolisme sel terletak di suatu tempat dalam kisaran -20ºC hingga -40ºC. Itu berarti tidak ada mikroba terestrial yang diidentifikasi sejauh ini yang dapat mempertahankan fungsi seluler di bawah kondisi yang umumnya terjadi di Mars.

Jika mikroba terestrial memang hadir di lingkungan Mars, mereka mungkin masih hidup tetapi tidak aktif, dan cenderung memiliki potensi untuk melanjutkan aktivitas setelah suhu lokal meningkat ke tingkat permisif biologis. Dan begitu ada kehidupan aktif di Mars, adalah logis untuk berasumsi bahwa akan ada evolusi kehidupan yang terjadi.

Sebuah danau martine salin subglasial, dalam kenyataannya, lebih mungkin bertindak sebagai ruang pengawetan daripada tempat lahir kehidupan. Meskipun demikian, ini masih merupakan berita yang sangat menarik - menjadikan danau itu target yang sempurna untuk misi ruang angkasa masa depan yang dirancang untuk mencari tanda-tanda kehidupan kuno.

menu
menu