Harte Mikrobe hat das Zeug zum Mars

Biologen haben festgestellt, Mikroben, die in den heißesten,, kälteste, trockenste Leben und unangenehmsten Orte auf der Erde. Viele dieser Fehler nicht gut an die neue Umgebung anpassen, sondern eine Mikrobe zeichnet sich durch eine Vielzahl von Bedingungen standhalten. Diese Qualität könnte dieses einzigartigen Organismus geeignet für die Anpassung an das Leben auf dem Mars machen.

Dieses ultimative Überlebende wird Methanosarcina Barkeri genannt. Es findet sich in Süßwasser und marinen Sedimenten und anderen Orten, wo Sauerstoff knapp ist. Weil es aus Methan atmet, Forscher interessiert zu sehen, ob es – oder einige andere "Methanogen" – verantwortlich sein könnte für das Methan, das im Jahr 2003 in die Marsatmosphäre erkannt wurde.

Was macht M. Barkeri zeichnen sich unter seinen Methanogen Vettern ist, dass es nicht so wählerisch, wo es lebt. Jüngste Studien haben festgestellt, dass es lange Trockenperioden verwalten kann und große Temperaturschwankungen.

"Es hat die Eigenschaften, auf dem Mars, zu überleben", sagt Kevin Sowers an der University of Maryland Biotechnology Institute.

Säer denkt ein M. Barkeri-ähnliche Fehler könnte alles der rote Planeten es schleudert im Griff: starke saisonale Wasserkreisläufe, knappen Nährstoffe und Tag-Nacht-Temperaturunterschiede bis zu 100 Grad Celsius.

Um diese Hypothese zu unterstützen, planen Sowers und seine Kollegen setzen M. Barkeri durch die Mangel zu sehen, wie wie adaptive es ist. Unter extremen Trockenheit, Temperatur und Oxidation, untersuchen sie den Organismus DNA und Zellfunktionen, sowie eine äußere "Rüstung", die möglicherweise die Mikrobe wichtiger Überlebensmechanismus.

Diese Forschung wird von der NASA Exobiologie und Evolutionäre Biologie-Programm finanziert.

Überleben-Eigenschaften

M. Barkeri gehört zu den Archaeen Domäne des Lebens, das gleiche wie viele von den Extremophilen, die in einigen der härtesten Bedingungen auf der Erde überleben. Keine Extremophile, ist per se M. Barkeri extrem in seiner Kompatibilität.

Sowers, "Spezialist M. Barkeri in der Spezialist Umgebung schlagen wird," sagt. "Aber wenn die Bedingungen schwankend sind, die Chancen stehen, dass ein Überlebenskünstler wie M. Barkeri die besten Chancen haben wird."

M. Barkeri Vorteilen gehört, dass es eine Vielzahl von Dingen frisst. Es kann mehrere Verbindungen, einschließlich Methanol (Holzgeist) und Acetat (bezogen auf Essig) zu verdauen. Oder bekomme es seine Energie ausschließlich aus einem Gemisch aus Wasserstoff und Kohlendioxid, beide werden geglaubt, um auf dem Mars vorhanden sein.

M. Barkeri bauen auch von Grund auf eine eigene organische Moleküle (z.B. Aminosäuren und Vitamine) mit Phosphat, Schwefel und anderen Mineralien, die er im Boden findet, sowie Stickstoff, die es aus der Atmosphäre behebt.

Um ihre Selbstversorgung hinzuzufügen, M. Barkeri gelangen durch Wasser wenig Gas-Vesikeln, die wie das Vorschaltgerät in u-Booten, die Mikrobe schwimmfähig machen arbeiten zu schaffen.

Wenn Wasser knapp wird, kann die Mikrobe ruhenden gehen und warten, die Trockenperiode. Es ist nicht klar, aber, wie er diese letzten Stich ausführt.

Ausgetrocknet, aber nicht oben spored

Viele Bakterien wie Bacillus Subtilis, können Wasserentzug durch die Umwandlung in Sporen, die eine einzigartige Form und reduziert die Aktivität der Zellen überleben.

"Der Spore Staat seit Jahren existieren kann", sagt Säer. "Die Zellen spüren, wenn die Bedingungen stimmen, Rampe bis wieder."

Aber M. Barkeri scheint einen völlig anderen Mechanismus zu beschäftigen. Anstatt Formveränderung wie Spore-Spanten, baut sie eine Art der Außenschale. Diese harten, extrazelluläre Struktur besteht aus Ketten von Zucker-ähnliche Moleküle, ähnlich wie Bindegewebe in höheren Organismen wie dem Menschen, Sowers sagt.

Die äußere Hülle kann Schutz vor den Elementen bieten. "Wenn Sie M. Barkeri auszutrocknen, Sauerstoff-Exposition und hohen Temperaturen kann es überleben", sagt Säer. In früheren Arbeiten festgestellt er und seine Kollegen, dass "ruhende" Organismen wiederbelebt werden konnte, nachdem er an der frischen Luft und Temperaturen über 40 Grad Celsius – Umgebungen, die die Mikroben in ihrem normalen Zustand töten würde ausgesetzt.

Um die Widerstandsfähigkeit der M. Barkeri besser verstehen zu können, wird der Sämann Gruppe mikrobielle Proben von Wasser wochenlang entziehen während auszusetzen, sie auch zu extremen Temperatur-und Sauerstoff Monate oder sogar Jahre.

"Wir treiben den Umschlag zu sehen, was der Organismus Grenzen sind," sagt Säer. Sie werden DNA-Microarrays und 3D Computertomographie zu sehen, wie die Zellen reagieren und welche profitieren die äußere Hülle verleiht.

Timothy Kral von der University of Arkansas glaubt, dass diese Forschung "sehr signifikant." Seine Gruppe hat auch M. Barkeri und andere Methanogens als Modelle für das Leben auf dem Mars studiert.

Die Fähigkeit dieser Organismen, trockene Bedingungen zu überleben, für eine lange Zeit "sehr relevant, wo Verfügbarkeit von Wasser kann, saisonal, wie es an einigen Orten auf der Erde, Mars ist" Kral sagt.

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