اليوم ، هناك العديد من خطوط الأدلة التي تشير إلى أنه خلال فترة Noachian (حوالي 4.1 إلى 3.7 مليار سنة) ، كان يمكن أن توجد الكائنات الحية الدقيقة على سطح المريخ. وتشمل هذه الأدلة على تدفقات المياه الماضية والأنهار وشواطئ البحيرة ، بالإضافة إلى نماذج الغلاف الجوي التي تشير إلى أن المريخ كان ذات مرة جوًا أكثر كثافة. كل هذا يضيف إلى كوكب المريخ الذي كان في السابق مكانًا أكثر دفئًا ورطوبة مما هو عليه اليوم.
ومع ذلك ، حتى الآن ، لم يتم العثور على أي دليل على وجود حياة على كوكب المريخ. ونتيجة لذلك ، حاول العلماء تحديد كيف وأين يجب أن يبحثوا عن علامات الحياة الماضية. وفقًا لدراسة جديدة أجراها فريق من الباحثين الأوروبيين ، كان من الممكن أن تكون أشكال الحياة المتطرفة القادرة على استقلاب المعادن موجودة على كوكب المريخ في الماضي. يمكن العثور على "بصمات" وجودها من خلال النظر في عينات من رمال المريخ الحمراء.
من أجل دراستهم التي ظهرت مؤخراً في المجلة العلمية حدود علم الأحياء الدقيقة، أنشأ الفريق "مزرعة مارس" لمعرفة كيف يمكن أن يحدث شكل من أشكال البكتيريا المتطرفة في بيئة المريخ القديمة. تميزت هذه البيئة بجو رقيق نسبيًا مؤلفًا بشكل رئيسي من ثاني أكسيد الكربون ، بالإضافة إلى عينات من محاكاة ريجوليث المريخ.
ثم أدخلوا سلالة من البكتيريا تعرف باسم ميتالوسفيرا سيدولا ، التي تزدهر في البيئات الحامضية الساخنة. في الواقع ، الظروف المثلى للبكتيريا هي تلك التي تصل فيها درجات الحرارة إلى 347.1 كلفن (74 درجة مئوية ؛ 165 درجة فهرنهايت) ومستويات الأس الهيدروجيني 2.0 (بين عصير الليمون والخل). تصنف هذه البكتيريا على أنها مواد كيميائية متجانسة ، مما يعني أنها قادرة على استقلاب المعادن غير العضوية - مثل الحديد والكبريت وحتى اليورانيوم.
ثم أضيفت هذه البقع من البكتيريا إلى عينات regolith التي تم تصميمها لتقليد الظروف في مواقع مختلفة وفترات تاريخية على المريخ. أولاً ، كانت هناك عينة MRS07 / 22 ، والتي تتكون من نوع صخر مسامي للغاية غني بالسيليكات ومركبات الحديد. تحاكي هذه العينة أنواع الرواسب الموجودة على سطح المريخ.
ثم كان هناك P-MRS ، وهي عينة غنية بالمعادن المائية ، وعينة S-MRS الغنية بالكبريتات ، والتي تحاكي التقلب المريخي الذي تم إنشاؤه في الظروف الحمضية. وأخيرًا ، كانت هناك عينة من JSC 1A ، والتي كانت تتكون إلى حد كبير من الصخور البركانية المعروفة باسم الباجونايت. مع هذه العينات ، تمكن الفريق من رؤية بالضبط كيف أن وجود البكتيريا المتطرفة سيترك بصمات حيوية يمكن العثور عليها اليوم.
كما أوضحت تيتيانا ميلويفيتش - زميلة إليز ريختر في مجموعة Extremophiles في جامعة فيينا ومؤلفة مشاركة في الورقة - في بيان صحفي لجامعة فيينا:
"تمكنا من إظهار أنه نظرًا لنشاطه الأيضي المؤكسد للمعادن ، عندما يتم منحه إمكانية الوصول إلى هذه المحاكاة المريخية ، فإن M. sedula يستعمرها بنشاط ، ويطلق أيونات المعادن القابلة للذوبان في محلول العصارة ويغير سطحها المعدني تاركًا توقيعات محددة من الحياة ، "بصمة" ، إذا جاز التعبير ".
ثم قام الفريق بفحص عينات regolith لمعرفة ما إذا كانت قد خضعت لأي معالجة بيولوجية ، وهو أمر ممكن بفضل مساعدة Veronika Somoza - الكيميائي من قسم الكيمياء الفسيولوجية بجامعة فيينا والمؤلف المشارك في الدراسة. وباستخدام مجهر إلكتروني ، مقترنًا بتقنية التحليل الطيفي التحليلي ، سعى الفريق إلى تحديد ما إذا تم استهلاك المعادن مع العينات.
في النهاية ، أظهرت مجموعات البيانات الميكروبيولوجية والمعدنية التي حصلوا عليها علامات على المعادن القابلة للذوبان الحرة ، والتي أشارت إلى أن البكتيريا قد استعمرت بشكل فعال عينات regolith واستقلت بعض المعادن الفلزية في الداخل. وكما أوضح ميلويفيتش:
"إن النتائج التي تم الحصول عليها توسع معرفتنا بالعمليات الجيوكيميائية للحياة المحتملة خارج الأرض ، وتوفر مؤشرات محددة للكشف عن التواقيع الحيوية للمواد خارج الأرض - خطوة أخرى لإثبات الحياة خارج الأرض المحتملة".
في الواقع ، هذا يعني أنه كان من الممكن وجود بكتيريا شديدة على كوكب المريخ منذ مليارات السنين. وبفضل حالة المريخ اليوم - مع غلافها الجوي الرقيق ونقص هطول الأمطار - يمكن الحفاظ على التوقيعات الحيوية التي تركوها وراءهم (أي آثار المعادن القابلة للذوبان الحرة) داخل النظام المريخي. وبالتالي يمكن الكشف عن هذه التوقيعات الحيوية من قبل بعثات العودة عينة القادمة ، مثل مارس 2020 روفر.
بالإضافة إلى الإشارة إلى المؤشرات المحتملة للحياة الماضية على كوكب المريخ ، تعد هذه الدراسة مهمة أيضًا فيما يتعلق بالبحث عن الحياة على الكواكب والأنظمة النجمية الأخرى. في المستقبل ، عندما نتمكن من دراسة الكواكب خارج الطاقة الشمسية مباشرةً ، سيبحث العلماء على الأرجح عن علامات للمعادن الحيوية. من بين أمور أخرى ، ستكون هذه "البصمات" مؤشراً قوياً لوجود حياة خارج الأرض (في الماضي أو الحاضر).
إن دراسة أشكال الحياة المتطرفة والدور الذي تلعبه في التاريخ الجيولوجي للمريخ والكواكب الأخرى مفيد أيضًا في تعزيز فهمنا لكيفية ظهور الحياة في النظام الشمسي المبكر. على الأرض أيضًا ، لعبت البكتيريا المتطرفة دورًا مهمًا في تحويل الأرض البدائية إلى بيئة صالحة للسكن ، وتلعب دورًا مهمًا في العمليات الجيولوجية اليوم.
وأخيرًا وليس آخرًا ، يمكن للدراسات من هذا النوع أن تمهد الطريق أيضًا للتحصين البيولوجي ، وهي تقنية تقوم فيها سلالات البكتيريا باستخراج المعادن من الخامات. يمكن استخدام هذه العملية من أجل استكشاف الفضاء واستغلال الموارد ، حيث يتم إرسال مستعمرات البكتيريا إلى الكويكبات المنجمية والنيازك والأجرام السماوية الأخرى.
