Bakterien, die in einem kochenden Vulkansee überlebt haben, könnten Hinweise darauf geben, wie Leben auf dem Mars existierte

Bakterien, die in einem kochenden Vulkansee leben, der regelmäßig mit giftigen Metallen und saurem Wasser gefüllt ist, sind der Schlüssel zum Verständnis, wie das Leben begann und wie es in den unwirtlichen Gegenden des Mars überlebte, behaupten Wissenschaftler.

Im Vulkan Poás in Costa Rica, einem der lebensfeindlichsten Lebensräume der Erde, wurden einige spezialisierte Mikroben gefunden, die als Extremophile bekannt sind.

Forscher der University of Colorado Boulder haben die Bakterien untersucht, um mehr darüber zu erfahren, wie sie sich anpassen, um unter diesen Bedingungen zu überleben.

Diese Extremophilen überleben dank einer breiten Palette von Anpassungen, einschließlich Wegen zur Erzeugung von Energie unter Verwendung von Schwefel, Eisen und Arsen.

Das Team sagt, dass die Umgebung des Sees denen ähnelt, die während seiner frühen Geschichte auf dem Mars gefunden wurden, was darauf hindeutet, dass sich auf dem Roten Planeten möglicherweise einfaches Leben gebildet hat.

Das Wasser im Krater des Poás-Vulkans reicht von angenehmen Temperaturen bis fast zum Siedepunkt, was das Leben für alles, was im Wasser lebt, schwer macht.

Zu den Überlebensschwierigkeiten kommt hinzu, dass der See voller giftiger Metalle ist, zehn Millionen Mal zu sauer zum Trinken und außerdem anfällig für plötzliche Explosionen von Dampf, Asche und Gestein.

Es wird angenommen, dass die Bedingungen im See denen der heißen Quellen ähneln, die einst eine junge Erde übersäten und Gastgeber für die Entwicklung der ersten einfachen Lebensformen waren.

Es wird angenommen, dass dieselben heißen Quellen auch auf dem Mars gefunden wurden, zu einer Zeit, als der Planet noch fließendes flüssiges Wasser hatte.

Justin Wang, ein Doktorand an der University of Colorado Boulder, sagte, dass sie nur wenige Arten von Organismen im See gefunden haben, aber es gab eine Vielzahl von Möglichkeiten für sie, die harten, giftigen Bedingungen zu überleben.

„Wir glauben, dass sie dies tun, indem sie am Rand des Sees überleben, wenn es zu Eruptionen kommt. In diesem Fall wäre es nützlich, über ein relativ breites Spektrum an Genen zu verfügen.’

Spezialisierte Mikroben, die als „Extremophile“ bezeichnet werden, verfügen über eine bemerkenswerte Reihe von Anpassungen, die es ihnen ermöglichen, in einer solchen Umgebung zu gedeihen.

Der See liegt etwa 7.500 Fuß über dem Meeresspiegel, ist 984 Fuß breit und etwa 100 Fuß tief.

Eine frühere Studie des Boulder-Teams der Universität von Colorado deutete darauf hin, dass es die Heimat einer einzigen Bakterienart namens Acidiphilium war, die manchmal in der Entwässerung von Kohleminen zu sehen ist.

Diese neue Forschung fand mehr Arten in der heißen Quelle, was darauf hindeutet, dass das Leben auf einer jungen Erde und einem jungen Mars reichlicher gewesen sein könnte als zunächst angenommen.

Die Suche nach Leben auf dem Mars konzentrierte sich bisher auf Flussbetten oder Flussdeltas wie den Jezero-Krater, an dem derzeit der Perseverance-Rover der NASA vorbeirollt.

Der Rover kam im Februar 2021 auf dem Roten Planeten an und landete in einem Gebiet nördlich des Marsäquators, in einem Gebiet, das einst voller fließendem Wasser war.

Während es auf dem Planeten ist, nimmt es Gesteinsproben und sucht nach Beweisen für vergangenes bakterielles Leben, in der Hoffnung, das mikrobielle Leben zu beweisen, das einst auf dem Roten Planeten existierte.

Mehr Aufmerksamkeit sollte den Orten vergangener heißer Quellen geschenkt werden – die seit Milliarden von Jahren auf dem Mars vorhanden waren, sagen die Forscher.

“Unsere Forschung liefert einen Rahmen dafür, wie ‘Erdleben’ in hydrothermalen Umgebungen auf dem Mars existiert haben könnte”, erklärte Herr Wang.

„Aber ob es jemals Leben auf dem Mars gegeben hat und ob es den Mikroorganismen ähnelt, die wir hier haben, ist immer noch eine große Frage. Wir hoffen, dass unsere Forschung das Gespräch lenkt, um der Suche nach Lebenszeichen in diesen Umgebungen Priorität einzuräumen.“

Herr Wang sagte: “Zum Beispiel gibt es einige gute Ziele am Kraterrand des Jezero-Kraters, wo sich der Perseverance-Rover gerade befindet.”

Durch das Verständnis, wie die extremophilen Bakterien auf der Erde überleben, hofft das Team, dass es einfacher sein wird, Chemikalien zu identifizieren, die Beweise für vergangenes außerirdisches Leben sein könnten, wenn Gesteinsproben vom Mars zurückgebracht werden.

Die Kartierung der DNA von Proben aus dem See identifizierte eine breite Palette biochemischer Fähigkeiten, die ihnen helfen, extreme und dynamische Bedingungen zu tolerieren.

Dazu gehörten Wege zur Energieerzeugung unter Verwendung von Schwefel, Eisen, Arsen und kohlenstoffähnlichen Stoffen während Stress oder Hunger.

Herr Wang sagte: „Wir haben viele der Gene erwartet, die wir gefunden haben, aber angesichts der geringen Artenvielfalt des Sees haben wir nicht so viele erwartet.

„Das war eine ziemliche Überraschung, aber es ist absolut elegant. Es macht Sinn, dass sich das Leben so an das Leben in einem aktiven Vulkankratersee anpassen würde.’

Trotz regelmäßig tödlicher Umgebungen liefern hydrothermale Systeme die meisten der wichtigsten Zutaten für die Evolution des Lebens – einschließlich Wärme, Wasser und Energie.

Aus diesem Grund konzentrieren sich führende Theorien zur Evolution des bakteriellen Lebens sowohl auf der Erde als auch auf dem Mars auf diese Orte.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Frontiers in Astronomy and Space Science veröffentlicht.