Ржавчина поможет искать внеземную жизнь
Ржавчина на Земле часто указывает на присутствие микроорганизмов. Некоторые бактерии в процессе своей жизнедеятельности используют атомы железа. Исследователи предполагают, что они производят самые перспективные биосигнатуры. Они помогут обнаружить жизнь на Марсе или ледяных спутниках во внешней Солнечной системе.
Лаура Тенеланда-Осорио и ее коллеги из Тюбингенского университета в Германии подготовили подробный обзор этой темы. Работу опубликовали в издании Earth-Science Reviews. В ней исследователи связывают десятилетия земной микробиологии с практическими задачами поиска жизни за пределами Земли.
Железо относится к самым распространенным элементам в Солнечной системе. Микроорганизмы на Земле выработали разнообразные способы его использования. Некоторые бактерии окисляют двухвалентное железо для получения энергии. По сути, они дышат железом, подобно тому как люди дышат кислородом.
Другие бактерии восстанавливают трехвалентное железо и используют его как конечный акцептор электронов в своем обмене веществ. Эти процессы не изолированы. Микробы, которые метаболизируют железо, связывают этот элемент с круговоротами углерода и азота. Они соединяют преобразования железа с фиксацией углекислого газа, разложением органических веществ и даже фотосинтезом.
Побочные продукты этих микробных реакций создают то, что исследователи называют биогенными оксигидроксидами железа. Это не едва заметные следы. Организмы, которые живут в средах с нейтральным pH и окисляют железо, производят характерные структуры. К ним относятся витые стебельки, трубчатые оболочки и нитевидные сети из минералов железа, смешанных с органическими соединениями. Минералы выпадают в осадок во время работы бактерий. Они образуют отложения ржавчины, которые могут сохраняться миллиарды лет.
Эта долговечность делает железные биосигнатуры особенно привлекательными для планетарных исследований. В отличие от хрупких органических молекул, которые разрушаются под действием радиации и агрессивной химии, минерализованные железные структуры могут выжить и на Луне, и на Марсе, и на менее гостеприимных космических телах. Исследователи обнаружили эти биосигнатуры в разных средах: от гидротермальных источников на дне океана до почв на суше, от кислых шахтных вод до нейтральных пресноводных источников. Везде, где жидкая вода контактирует с железосодержащими породами, обычно поселяются железобактерии.
Самая очевидная цель для их поиска 3 Марс. Характерный красный цвет планеты обусловлен окисленным железом в поверхностной пыли и породах. На древнем Марсе существовала жидкая вода, и космические аппараты зафиксировали богатые железом минералы на поверхности планеты. Если на Марсе когда-либо развивалась микробная жизнь, метаболизм железа обеспечил бы ей доступный источник энергии. Минералы, которые могли произвести эти гипотетические организмы, все еще могут существовать. Их могут обнаружить марсоходы с подходящими инструментами.
Все о Марсе: есть ли жизнь, сколько лететь и почему называют Красной планетой
Ледяные спутники Европа и Энцелад предлагают иные, но не менее убедительные возможности. Оба спутника скрывают под ледяными панцирями подповерхностные океаны. Океан Европы, вероятно, контактирует со скалистым морским дном. Там взаимодействие воды и породы должно высвобождать растворенное железо. Энцелад активно выбрасывает материал океана через ледяные гейзеры на своем южном полюсе. Концепции будущих миссий предполагают отбор проб из этих шлейфов или посадку вблизи гейзеров. Это позволит проанализировать выброшенные частицы на предмет минералов железа, которые могут указать на биологическое происхождение.
Новый аргумент в пользу жизни на Энцеладе: ученые подтвердили стабильность его подледного океана
В обзоре подчеркивается, что для распознавания биогенных минералов железа необходимо понимать, как они образуются, какие текстуры создают и чем отличаются от небиологических осадков железа. Организаторы миссий должны оснащать космические аппараты инструментами, способными обнаруживать не просто минералы железа, а специфические морфологические и химические признаки. Эти признаки помогают отличить биологию от геологии.
Фото Facebook
Самое популярное
