화성은 일반적으로 너무 차갑고 건조하여 현존하는 생명체를 보유하기에는 건조합니다. 그러나 지구상에서 박테리아와 같은 미생물은 남극 얼음 선반과 아타 카마 사막 아래를 포함하여 가장 극단적 인 환경에서 발견됩니다.
화성 표면에서 다양한 형태의 물을 지속적으로 발견하는 것은 지하 얼음에서부터 크레이터 벽 측면에 어두운 줄무늬를 만드는 지하 얼음에서 뇌한 액체에 이르기까지, 이전에 생각했던 것보다 지구상에서 물이 더 풍부하다는 것을 시사합니다. 화성 지하 표면의 미생물에 물을 이용할 수 있다면,이 지역은 가장 거주 가능한 환경을 구성 할 것입니다. Regolith는 또한 절연체 역할을하고 큰 온도 스윙을 한 화성의 날에 100도 이상, 표면에서 경험할 수 있습니다.
.따라서, 화성에서 거주 가능한 환경을 고려할 때, 액체 물 저수지의 잠재력이 존재하는 지하 표면과 표면의 가혹한 온도와 유해한 방사선에 대한 보호 기능이 가장 환영합니다.
화성 분위기에서 메탄의 다중 발견, 가장 최근에는 호기심 로버 (Curiosity Rover)에있는 화성 과학 실험실에 의해 감지 된 계절 변화는 메탄 겐이 화성 지하에 존재할 수있는 생명체 일 수 있음을 시사한다. 메타노겐은 다양한 기질로부터 메탄을 생성하는 도메인 archaea의 미생물이다. 특정 종의 메타 겐은 이산화탄소에서 메탄을 생성 할 수 있습니다 (Co 2 ) 및 수소 (H 2 ), 그들은 각각 탄소원과 에너지 원으로 사용합니다.
지구상에서 메탄 겐은 신진 대사의 결과로 메탄을 생산하는 것으로 알려진 유일한 미생물이며, 지구 대기의 대부분의 메탄을 담당합니다. 따라서, 화성에서 검출 된 메탄의 양의 계절적 변화는 계절별 동결/해동주기를 나타내는 계절적 동결/해동주기를 나타내는 일년 중 가장 추운 부분에서 메탄 생성 공동체가 휴면 상태이며 조건이 더 거주 할 때 신진 대사가 부활 할 수 있습니다.
.아칸소 대학교의 아칸소 우주 및 행성 과학 센터의 Kral Lab은 20 년 넘게 화성의 생명 모델로서 메타노겐을 연구 해 왔습니다. 화성 대기에서 메탄의 가능한 공급원 이외에도, 메탄 겐은 또한 화성에서는 드문 유기 영양소를 필요로하지 않으며, 비 광성 학적이어서 지하 환경에 존재할 수 있음을 나타냅니다.
.Kral Lab, Methanosarcina Barkeri에서 연구 된 4 종의 메탄 겐은 , Methanobacterium formicicum , Methanothermobacter Wolfeii 및 Methanococcus maripaludis , 모두 에너지 원으로 수소를, 이산화탄소로 탄소 공급원으로 사용할 수 있습니다. 화성 대기에서는 수소가 확인되지 않았지만, 지하 표면에 존재하는 것으로 가정되며 다수의 화성 대기 모델에 통합됩니다. 반면, 화성 대기는 95% 이산화탄소이며, 지구상의 모든 잠재적 메타노겐에 대한 풍부한 저수지를 제공합니다.
지하 수명을위한 잠재적 절연체 역할을하는 Regolith에도 불구하고, 화성 토양에 사는 모든 미생물은 여전히 온도의 큰 변화에 영향을받을 것입니다. 일년 중 가장 따뜻한 날에 온도는 정오에 22 ° C (지구의 실내 온도)에 도달 할 수 있습니다. 그러나 밤에는 온도가 -100 ºC 이하로 내려갈 수 있습니다. Psychrophiles (냉을 사랑하는 미생물)에 없지만, Kral 실험실에서 연구 된 4 종의 메탄 겐은 레고리스 조성, 염 농도, 저압 및 UV 방사선을 포함한 다양한 화성 조건을 다루는 성장 및 생존 실험에 적용되었습니다. m과 같은 메모 성 메탄 겐. Barkeri 지구의 북극 환경에서도 발견되었으며,이 4 개의 메타 노겐은 화성의 사람들을 연상시키는 온도에 노출 된 후 생존 할 수 있음을 시사합니다.
Mickol과 동료들은“화성 일주 및 48 시간 온도주기에 노출 된 비 정신병 성 메탄소 인의 생존”에서 4 개의 메타 노겐을 노출시켰다 ( m. Barkeri , m. formicicum , m. Wolfeii 및 m. 마리 팔루 디스 )에서 24 시간 및 48 시간 온도는 22 ºC와 -80 ºC 사이의 변화입니다. 24 시간 실험에서, 메탄 겐 배양은 처음에 메탄 생산 및 광학 밀도에 대해 테스트되었으며, 이는 성장 프록시로 사용되었다. 다음으로, 배양 물은 10 일 동안 22 ℃에서 -80 ℃ 사이의 온도에 노출되었고, 광학 밀도는 계속 모니터링되었다. 마지막으로, 10 일 동안 저온에 노출 된 후, 메탄 겐 배양 물을 13 일 동안 최적의 성장 온도로 다시 배치하여 광학 밀도 및 메탄 생산 둘 다를 다시 측정하여 메탄 노겐이 동결 온도에 노출 될 수 있는지 여부를 결정했습니다. 48 시간 실험은 유사하게 수행되었지만, 노출 기간은 12 일이며 노출 후 인큐베이션 기간은 10 일이었다. 광학 밀도 및 메탄 생산의 증가는 메탄 생성 배양이 활성화되고 성장하고 있음을 나타냅니다.
24 시간 및 48 시간 실험에서, m. Wolfeii 배양은 동결/해동 사이클링에 노출 된 후 광학 밀도 및 메탄 풍부도에서 증가했습니다. m의 배양. formicicum 두 실험 모두에서 동결 온도에 노출 된 후 증가 된 메탄 생산이 입증되었지만, 전체 노출 후 인큐베이션 기간 동안 광학 밀도가 감소했다. m. Barkeri , 일부 배양 물은 메탄 생산에서 증가한 반면, 다른 배양 물은 평균적으로 감소했지만, 평균적으로 노출 후 메탄 풍부도는 약간 증가했다. 배양은 또한 광학 밀도의 큰 변화를 보여 주었지만, 평균 광학 밀도는 또한 m의 배양에 대해 약간 증가했다. Barkeri 24 시간 실험에서. 불행히도, m의 배양에 대한 동결/해동 사이클의 효과. 마리 팔루 디스 노출 기간 동안 테스트 튜브의 파열로 인해 알려지지 않았습니다.
전반적으로, 각 종의 다중 배양 물들 사이에서 다양한 결과에도 불구하고, 동결/해동 사이클링에 대한 노출은 반드시 비 정신병 성 메탄 겐에 대해 치명적일 수는 없다. 흥미롭게도, 메탄 풍부 및 광학 밀도 모두에서 가장 큰 증가를 입증 한 메타 겐은 열로 파일로 분류되며 55 ℃ (131 ℃)에서 가장 잘 자랍니다. Methanosarcina 종은 일반적으로 다세포 응집체를 형성하며 이는 극한 조건으로부터 세포를 보호하는 역할을 할 수 있습니다. Methanothermobacter Wolfeii 그리고 m. formicicum 둘 다 메탄 생성 순서 메타 노 박테리아의 구성원이며,이 수준은 낮은 수준이지만 영구 동토층 지역에서 일관되게 감지되었습니다.
궁극적으로, 이들 실험의 결과는 화성의 저온이 지구상, 특히 지하 표면에서의 생명의 가능성에 억제되지 않을 수 있음을 시사한다. 미생물을 화성 온도에 노출시키는 추가 실험은 심리적 종뿐만 아니라 더 긴 시간 규모를 사용하여 보증됩니다.
이러한 발견은 최근 저널 Planetary and Space Science에 발표 된 화성 일주 및 48 시간 온도주기에 노출 된 비 정신병 성 메탄 겐의 생존이라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 이 작업은 아칸소 대학교 (University of Arkansas)의 R.L. Mickol과 Y.A. Oberlin College의 Takagi 및 T.A. 아칸소 대학교에서 Kral.
참조 :
- Mickol, R. L., Y. A. Takagi 및 T. A. Kral. (2018) 화성 일주 및 48 시간 온도 사이클에 노출 된 비 정신병 성 메탄소의 생존. 행성 및 우주 과학 157, 63-71. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/s0032063317305019
