Een zoutminnend micro-organisme dat onder meer in de Dode Zee voorkomt, kan niet alleen overleven, maar zelfs actief groeien onder omstandigheden die sterk lijken op die vlak onder het oppervlak van Mars.
Er zijn al aanwijzingen gevonden dat er niet alleen ooit leven op Mars is geweest, maar dat er mogelijk zelfs nu nog leven voorkomt op de rode planeet. Een nieuw onderzoek op aarde maakt dat idee nu aannemelijker. Daaruit blijkt dat zoutminnende – oftewel halofiele – micro-organismen kunnen groeien onder omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die in kleine hoeveelheden zeer zout water, die zich mogelijk vlak onder het oppervlak van Mars bevinden.
‘We laten zien dat deze halofiele micro-organismen actief kunnen groeien onder extreme omstandigheden’, zegt astrobioloog Adam Robinson van de Universiteit van Florida. ‘Het gaat om een zuurstofloze atmosfeer met een lage luchtdruk, in combinatie met een zeer zoute vloeistof met zogenoemde perchloraten: schadelijke stoffen die op Mars voorkomen en vergelijkbaar zijn met bleekmiddel. Dat is iets wat nog niemand eerder heeft kunnen aantonen.’
Extremofielen
Robinson en zijn collega’s baseerden hun experimenten op het idee dat zich vlak onder het oppervlak van Mars kleine hoeveelheden vloeibaar, zout water zouden kunnen bevinden. Zulke plekken zijn nog niet gevonden, zegt Robinson, maar onderzoek van andere wetenschappers wijst erop dat ze mogelijk bestaan.
Voor de experimenten gebruikten de onderzoekers Haloferax volcanii, een archaeon. Archaea zijn, net als bacteriën, eenvoudige eencellige organismen. H. volcanii gedijt goed in extreem zout water, zoals in de Dode Zee. Ook is hij relatief makkelijk te kweken in vergelijking met veel andere micro-organismen die onder extreme omstandigheden leven, de zogenoemde extremofielen.
De onderzoekers plaatsten de micro-organismen in water met 225 gram zout per liter. Vervolgens werden ze 160 dagen lang blootgesteld aan een temperatuur van 21 °C en een druk van 24 millibar. De hoeveelheden nitraten en chloraten verschilden per kweekgroep; ter controle kweekten de onderzoekers de micro-organismen in dezelfde vloeistof, maar bij de normale luchtdruk op aarde: 1013 millibar.
Overtuigend bewijs
Hoewel de micro-organismen bij lage druk langzamer groeiden, was er nog steeds sprake van groei. Dat bleek onder meer doordat de vloeistof waarin ze werden gekweekt troebeler werd – een gebruikelijke manier om groei te meten. Ook braken de micro-organismen nitraat en perchloraat af. Met een rasterelektronenmicroscoop zagen de onderzoekers bovendien dat zich op grote schaal biofilms hadden gevormd.
‘Er is dus behoorlijk overtuigend bewijs dat de micro-organismen daadwerkelijk groeiden en niet alleen overleefden’, zegt Robinson. Uit veel eerdere onderzoeken is al gebleken dat micro-organismen onder Marsachtige omstandigheden kunnen overleven, zegt hij. Maar slechts enkele studies toonden aan dat ze ook kunnen groeien. Bij zoutminnende extremofielen was dat nog nooit eerder aangetoond.
Viking-missies
Maar bevinden zich werkelijk kleine hoeveelheden zout water onder het oppervlak van Mars? Dat weten we niet. Dat komt volgens Robinson deels doordat ruimtemissies sinds de Viking-missies in 1976, waarbij mogelijke tekenen van leven werden gevonden, de meest veelbelovende gebieden juist hebben vermeden. ‘Gebieden die mogelijk bewoonbaar werden geacht, vermijden we bewust. We willen plekken waar misschien leven voorkomt namelijk niet besmetten met onze eigen ruimtevaartuigen en landers.’
Het is überhaupt verrassend dat een aards micro-organisme onder zulke omstandigheden kan groeien, zegt astrobioloog en teamlid Scott Perl van het Natuurhistorisch Museum in Los Angeles. Nergens op het aardoppervlak is de luchtdruk namelijk zo laag. Maar als er miljarden jaren geleden leven op Mars is ontstaan, toen de omstandigheden er gunstiger waren, heeft het volgens Perl ruimschoots de tijd gehad om zich aan zulke omstandigheden aan te passen.
Gistextract
De druk en temperatuur die de onderzoekers gebruikten, zijn mogelijk wat hoger dan wat op Mars voorkomt. Bovendien voegden ze gistextract toe aan de kweekvloeistof als bron van koolstof. ‘De kweekvloeistof lijkt dus op de omstandigheden op Mars doordat die zeer zout is en chloraten en nitraten bevat. Maar in een ander opzicht is die juist niet Marsachtig. We voegen namelijk een complexe koolstofbron toe die tegenwoordig niet op Mars te vinden zou zijn’, zegt Robinson. ‘Het is een startpunt voor toekomstige experimenten.’
In die vervolgexperimenten wil het team het gistextract vervangen door acetaat. Dat is een koolstofbron waarvan wordt gedacht dat die wel op Mars voorkomt.
Toekomstplannen
Geoloog Sean McMahon van de Universiteit van Edinburgh wijst erop dat de temperatuur aan het oppervlak van Mars overdag boven de 21 °C kan uitkomen. ‘Maar de druk bedraagt daar slechts zo’n 6 tot 12 millibar. Dat verschil is belangrijk, want bij die omstandigheden kan water niet vloeibaar blijven. En geen vloeibaar water betekent geen leven.’ Onder het oppervlak, waar de druk wel 24 millibar zou kunnen bereiken, liggen de temperaturen juist ver onder het vriespunt, zegt McMahon.
Robinson denkt dat de omstandigheden die in het onderzoek zijn gebruikt wel degelijk op Mars zouden kunnen voorkomen. Het team onderzoekt inmiddels of zoutminnende micro-organismen die goed gedijen bij lage temperaturen kunnen groeien bij temperaturen tussen 0 en 4 °C en een druk tussen 7 en 12 millibar, zegt hij.
Dan blijft nog de vraag welke langdurige voedselbron micro-organismen op Mars zouden kunnen gebruiken. De waarschijnlijkste bron is koolstofdioxide in de atmosfeer. Micro-organismen die methanogenen worden genoemd kunnen CO₂ als koolstofbron gebruiken en daarbij methaan produceren. Methaangas is op Mars waargenomen. Op aarde bestaan enkele zoutminnende methanogenen, zegt Robinson. Het team hoopt die in toekomstige experimenten onder Marsachtige omstandigheden te laten groeien.
Geef een reactie