Heute gibt es mehrere Hinweise darauf, dass während der Noachischen Zeit (vor ca. 4,1 bis 3,7 Milliarden Jahren) Mikroorganismen auf der Marsoberfläche existierten. Dazu gehören Hinweise auf vergangene Wasserflüsse, Flüsse und Seebetten sowie atmosphärische Modelle, die darauf hinweisen, dass der Mars einst eine dichtere Atmosphäre hatte. All dies führt dazu, dass der Mars einst wärmer und feuchter war als heute.
Bisher wurden jedoch keine Beweise dafür gefunden, dass es jemals Leben auf dem Mars gab. Infolgedessen haben Wissenschaftler versucht zu bestimmen, wie und wo sie nach Zeichen des vergangenen Lebens suchen sollen. Laut einer neuen Studie eines Teams europäischer Forscher könnten in der Vergangenheit extreme Lebensformen auf dem Mars existiert haben, die Metalle metabolisieren können. Die „Fingerabdrücke“ ihrer Existenz konnten durch Betrachten von Proben des roten Sandes des Mars gefunden werden.
Für ihre Studie, die kürzlich in der wissenschaftlichen Zeitschrift erschien Grenzen der MikrobiologieDas Team schuf eine „Marsfarm“, um zu sehen, wie sich eine Form extremer Bakterien in einer alten Marsumgebung entwickeln könnte. Diese Umgebung war durch eine vergleichsweise dünne Atmosphäre gekennzeichnet, die hauptsächlich aus Kohlendioxid sowie simulierten Proben des Mars-Regolithen bestand.
Sie führten dann einen Bakterienstamm ein, der als bekannt ist Metallosphaera sedula, die in heißen, sauren Umgebungen gedeiht. Tatsächlich sind die optimalen Bedingungen für die Bakterien diejenigen, bei denen die Temperaturen 347,1 K (74 ° C) und der pH-Wert 2,0 (zwischen Zitronensaft und Essig) erreichen. Solche Bakterien werden als Chemolithotrophe klassifiziert, was bedeutet, dass sie inogranische Metalle wie Eisen, Schwefel und sogar Uran metabolisieren können.
Diese Bakterienflecken wurden dann zu den Regolithproben hinzugefügt, die die Bedingungen an verschiedenen Orten und in historischen Perioden auf dem Mars nachahmen sollten. Zunächst gab es die Probe MRS07 / 22, die aus einem hochporösen Gesteinstyp bestand, der reich an Silikaten und Eisenverbindungen ist. Diese Probe simulierte die Arten von Sedimenten, die auf der Marsoberfläche gefunden wurden.
Dann gab es P-MRS, eine Probe, die reich an hydratisierten Mineralien war, und die sulfatreiche S-MRS-Probe, die den unter sauren Bedingungen erzeugten Mars-Regolith nachahmt. Schließlich gab es die Probe von JSC 1A, die größtenteils aus dem als Palagonit bekannten Vulkangestein bestand. Mit diesen Proben konnte das Team genau sehen, wie das Vorhandensein extremer Bakterien Biosignaturen hinterlassen würde, die heute gefunden werden konnten.
Wie Tetyana Milojevic - eine Elise Richter-Stipendiatin der Extremophiles Group an der Universität Wien und Mitautorin des Papiers - in einer Pressemitteilung der Universität Wien erklärte:
„Wir konnten zeigen, dass M. sedula aufgrund seiner metalloxidierenden Stoffwechselaktivität beim Zugang zu diesen Mars-Regolith-Simulanzien diese aktiv besiedelt, lösliche Metallionen in die Sickerwasserlösung freisetzt und ihre Mineraloberfläche verändert, wobei spezifische Signaturen von zurückbleiben Leben, sozusagen ein 'Fingerabdruck'. “
Anschließend untersuchte das Team die Regolithproben, um festzustellen, ob sie einer Bioverarbeitung unterzogen wurden. Dies war dank der Unterstützung von Veronika Somoza möglich - einer Chemikerin vom Institut für Physiologische Chemie der Universität Wien und Mitautorin der Studie. Mit einem Elektronenmikroskop in Kombination mit einer analytischen Spektroskopietechnik versuchte das Team festzustellen, ob Metalle mit den Proben verbraucht worden waren.
Am Ende zeigten die erhaltenen mikrobiologischen und mineralogischen Daten Anzeichen von frei löslichen Metallen, was darauf hinwies, dass die Bakterien die Regolithproben effektiv besiedelt und einige der darin enthaltenen metallischen Mineralien metabolisiert hatten. Wie Milojevic anzeigte:
"Die erzielten Ergebnisse erweitern unser Wissen über biogeochemische Prozesse möglichen Lebens jenseits der Erde und liefern spezifische Hinweise zum Nachweis von Biosignaturen auf außerirdischem Material - ein Schritt weiter, um potenzielles außerirdisches Leben nachzuweisen."
Tatsächlich bedeutet dies, dass vor Milliarden von Jahren extreme Bakterien auf dem Mars existiert haben könnten. Und dank des heutigen Marszustands - mit seiner dünnen Atmosphäre und dem Mangel an Niederschlägen - konnten die zurückgelassenen Biosignaturen (d. H. Spuren frei löslicher Metalle) im Mars-Regolith erhalten bleiben. Diese Biosignaturen könnten daher durch bevorstehende Probenrückgabemissionen wie die Mars 2020 Rover.
Diese Studie weist nicht nur den Weg zu möglichen Hinweisen auf das vergangene Leben auf dem Mars, sondern ist auch für die Suche nach Leben auf anderen Planeten und Sternensystemen von Bedeutung. Wenn wir in Zukunft extra-solare Planeten direkt untersuchen können, werden Wissenschaftler wahrscheinlich nach Anzeichen von Biomineralien suchen. Unter anderem wären diese „Fingerabdrücke“ ein starker Indikator für die Existenz eines außerirdischen Lebens (Vergangenheit oder Gegenwart).
Studien über extreme Lebensformen und ihre Rolle in der geologischen Geschichte des Mars und anderer Planeten sind ebenfalls hilfreich, um unser Verständnis der Entstehung des Lebens im frühen Sonnensystem zu verbessern. Auch auf der Erde spielten extreme Bakterien eine wichtige Rolle bei der Verwandlung der Urerde in eine bewohnbare Umgebung und spielen heute eine wichtige Rolle bei geologischen Prozessen.
Last but not least könnten Studien dieser Art auch den Weg für die Biomining ebnen, eine Technik, bei der Bakterienstämme Metalle aus Erzen extrahieren. Ein solches Verfahren könnte zur Erforschung des Weltraums und zur Ausbeutung von Ressourcen eingesetzt werden, bei denen Bakterienkolonien ausgesandt werden, um Asteroiden, Meteore und andere Himmelskörper abzubauen.
