|
Ржавчина расскажет о инопланетной жизни
|
|
|
|
Железо ржавеет. На Земле эта обычная химическая реакция часто сигнализирует о присутствии чего—то гораздо более интересного, чем просто коррозия металла, - например, живых микроорганизмов, которые добывают себе пропитание, манипулируя атомами железа. Теперь исследователи утверждают, что эти микроорганизмы, вызывающие ржавчину, могут стать одними из самых многообещающих биосигналов для обнаружения жизни на Марсе и ледяных спутниках внешней Солнечной системы.
|
|
|
|
Лаура Тенеланда-Осорио (Laura Tenelanda-Osorio) и ее коллеги из Тюбингенского университета (University of Tubingen, Германия) подготовили всеобъемлющий обзор того, как бактерии, метаболизирующие железо, оставляют характерные отпечатки в горных породах и минералах и почему эти признаки важны для астробиологии. Исследование, опубликованное в журнале Earth-Science Reviews, связывает десятилетия земной микробиологии с практическими задачами поиска жизни за пределами Земли.
|
|
|
|
Железо входит в число наиболее распространенных элементов в Солнечной системе, и земные микроорганизмы разработали удивительно разнообразные способы его использования. Некоторые бактерии окисляют двухвалентное железо для получения энергии, по сути, вдыхая железо так же, как люди вдыхают кислород. Другие восстанавливают трехвалентное железо, используя его в качестве конечного акцептора электронов в своем метаболизме. Эти процессы не происходят изолированно. Микробы, метаболизирующие железо, связывают свой выбор с циклами углерода и азота, связывая превращения железа с фиксацией углекислого газа, разложением органических веществ и даже фотосинтезом.
|
|
|
|
|
|
|
Побочные продукты этих микробиологических реакций образуют то, что исследователи называют биогенными минералами оксигидроксида железа. Это не малозаметные следы. Организмы, которые процветают в среде с нейтральным рН и окисляют железо, образуют характерные структуры, такие как скрученные стебли, трубчатые оболочки и нитевидные сети из минералов железа, смешанных с органическими соединениями. Под действием бактерий минералы выпадают в осадок, образуя ржавые отложения, которые могут сохраняться в геологической летописи миллиарды лет.
|
|
|
|
Такая долговечность делает биосигналы железа особенно привлекательными для исследования планет. В отличие от хрупких органических молекул, которые разрушаются под воздействием радиации и агрессивных химических веществ, минерализованные структуры железа могут сохраняться. Исследователи выявили эти биосигналы в различных средах - от гидротермальных источников на дне океана до наземных почв, от кислых шахтных стоков до нейтральных пресноводных источников. Везде, где жидкая вода соприкасается с железосодержащими породами, обычно появляются бактерии, метаболизирующие железо.
|
|
|
|
Марс представляет собой очевидную цель. Характерный красный цвет планеты обусловлен наличием окисленного железа в пыли и горных породах на поверхности. В древности на Марсе была жидкая вода, и космические аппараты зафиксировали наличие богатых железом минералов на протяжении всей геологической истории. Если бы на Марсе когда-либо возникла микробная жизнь, метаболизм железа обеспечил бы доступный источник энергии. Минералы, которые производили эти гипотетические организмы, могли бы все еще существовать в древних отложениях, ожидая обнаружения марсоходами, оснащенными необходимыми приборами.
|
|
|
|
Ледяные спутники Европа и Энцелад открывают разные, но одинаково привлекательные возможности. Под ледяными оболочками обоих спутников находятся подземные океаны. Океан Европы, вероятно, соприкасается со скалистым морским дном, где при взаимодействии воды и горных пород высвобождается растворенное железо. Энцелад активно выбрасывает океанический материал через ледяные гейзеры на своем южном полюсе. Концепция миссии предполагает отбор проб этих шлейфов или посадку вблизи жерла, чтобы проанализировать выброшенные частицы на наличие минералов железа, которые могут указывать на биологическое происхождение.
|
|
|
|
В обзоре подчеркивается, что распознавание биогенных минералов железа требует понимания того, как они образуются, какие текстуры создают и чем отличаются от неживых осадков железа. Разработчики миссии должны оснастить космический корабль приборами, способными обнаруживать не только минералы железа в целом, но и специфические морфологические и химические признаки, которые отличают биологию от геологии.
|
|
|
|
Ставки высоки. Обнаружение биосигналов железа в другом мире не только подтвердило бы существование жизни в других местах, но и показало бы, что те же фундаментальные химические процессы, которые поддерживают глубинную биосферу Земли, действуют во всей Солнечной системе.
|
|
|
|
Источник
|
