It’s no secret that life on other planets may look very different than life on Earth. But could extremophiles—those organisms that live in the most extreme environments on earth, including hydrothermal vents and inside Earth’s crust—provide some clues about the life that we might expect to find in space?
The answer may be yes: such organisms, some scientists say, may help us understand the rich variety of life that we could expect to find elsewhere in space.
“Research that expands our knowledge of the environmental limits of life is indispensable as a strategic element of astrobiological exploration,” said Jack Farmer, Professor of Geobiology at Arizona State University and a participating scientist on the Mars Exploration Rover mission.
One such research study published in Geologyprovides some intriguing clues as to just what this bacteria could look like. A team of scientists from the University of Cincinnati discovered fossils in two separate locations that appear to be somewhere between 2.5 and 3.5 billion years old, from the Archean Eon. The fossils, found in the Northern Cape Province of South Africa, are the oldest sulfur-oxidizing bacteria (bacteria that are able to derive energy by oxidizing hydrogen sulfide into sulfur) that have thus been found, and likely lived in a deep-water environment containing little to no oxygen.
The bacteria likely lived at a time when the atmosphere on Earth had oxygen levels of less than 1 percent—and less than one-thousandth of one percent of what they are today, according to a press release on the study. While the bacteria are much larger than most modern bacteria, they are similar to some single-celled organisms that live in sulfur-rich parts of the deep ocean today.
“These are some of the largest fossil cells ever found in the Archean Eon,” Andrew Czaja, assistant professor at the University of Cincinnati in the Department of Geology and the first author of the paper, told Astronomy. “Only a couple of other examples of deep marine fossil microorganisms have been reported from any time in the geologic record.”
The study, Czaja added, could help expand the types of environments in which we can find evidence of past life. Czaja said research into extremophiles in general gives scientists confidence that life can exist anywhere where the appropriate building blocks, including a liquid medium (such as water) and a source of energy, exist.
“Every time we find evidence of life in a new type of environment on Earth, we increase our confidence in finding life on another planet,” Czaja told Astronomy.
Another use of extremophile research? Helping scientists figure out where, exactly, to search for life on other planets: Czaja noted that studies like his own could help scientists select a landing site for future space missions.
Farmer agrees: when seeking life on other planets, he told Astronomy, we tend to “follow habitability,” meaning that we seek zones where the basic requirements for life are met, which is informed by our prior knowledge of what the environmental limits of life are.
“When paleontologists go to South Africa and explore for an Archean fossil record, they are essentially going to another planet—the early Earth,” Farmer said. What we learn there then informs our strategies on how we look for life on other planets, especially fossil records on other planets.
One such mission? NASA’s next Mars rover, which NASA will send to space in 2020 in order to search for the biosignatures of life, Farmer said. According to a press releaseon the mission, the rover will investigate a specific region of Mars that may, at one point in the ancient past, have had favorable conditions for microbial life.
Still, not all scientists are confident that such extremophiles may provide clues about life on other planets. Malcolm Walter, professor of astrobiology at the University of New South Wales in Sydney and the director of the Australian Center for Astrobiology, told Astronomy that information about extremophiles on Earth does not change his own views about the life we might expect to find on other planets.
“It gets very speculative,” Walter said. “We know so little about environments of planets beyond our solar system.” Since, Walter continued, we only have one sample of life—life on Earth—it’s difficult to predict what types of organisms we might encounter in space.
Interestingly, though, Walter noted that in our own solar system, some rocks can get blasted off from one planet and land on another, potentially even carrying microbial life with them.
Thus, it’s possible that the life we find in space may be very similar to our own, if it shares a single source. Additional research and exploration may shed more light on these possibilities.
Viața în locuri neobișnuite poate da sfaturi despre cum ar putea arăta viața de pe Marte, Enceladus, sau Europa.
Nu este un secret că viața pe alte planete ar putea arăta foarte diferit decât viața de pe Pământ. Dar ar putea extremofilii – acele organisme care trăiesc în cele mai extreme medii de pe Pământ, inclusiv în orificii hidrotermice și în interiorul scoarței terestre – să ofere câteva indicii despre viața pe care am putea să o găsim în spațiu?
Răspunsul poate fi da: astfel de organisme, spun unii oameni de știință, ne pot ajuta să înțelegem varietatea bogată de viață pe care ne-am putea aștepta să o găsim în altă parte din spațiu.
„Cercetările care ne extind cunoștințele despre limitele de mediu ale vieții sunt indispensabile ca element strategic al explorării astrobiologice”, a declarat Jack Farmer, profesor de geobiologie la Arizona State University și un om de știință participant la misiunea Mars Exploration Rover.
Un astfel de studiu publicat în Geology oferă câteva indicii interesante despre cum ar putea arăta această bacterie. O echipă de oameni de știință de la Universitatea din Cincinnati a descoperit fosile în două locații separate, care par a fi undeva între 2,5 și 3,5 miliarde de ani, din Archean Eon. Fosilele, găsite în provincia de nord a Capului din Africa de Sud, sunt cele mai vechi bacterii oxidante ale sulfului (bacterii care sunt capabile să obțină energie prin oxidarea sulfurii de hidrogen în sulf) care au fost astfel găsite și au trăit probabil într-un mediu cu ape adânci conținând puțin, sau de loc, oxigen.
Bacteriile au trăit probabil într-o perioadă în care atmosfera de pe Pământ a avut un nivel de oxigen mai mic de 1 la sută – și chiar mai puțin de o mie la sută din concentrația de astăzi, potrivit unui comunicat de presă al studiului. Bacteriile sunt mult mai mari decât majoritatea bacteriilor moderne, acestea sunt similare cu unele organisme unicelulare care trăiesc în anumite părți bogate în sulf din oceanul profund.
„Acestea sunt unele dintre cele mai mari celule fosile găsite vreodată în Eon Archean”, a declarat pentru Astronomie Andrew Czaja, profesor asistent la Universitatea din Cincinnati, la Departamentul de Geologie și primul autor al lucrării. „Doar câteva alte exemple de microorganisme fosile marine adânci au fost raportate în registrul geologic.”
Studiul, a adăugat Czaja, ar putea ajuta la extinderea tipurilor de medii în care putem găsi dovezi ale vieții din trecut. Czaja a spus că cercetările asupra extremofililor, în general, oferă oamenilor de știință încrederea că viața poate exista oriunde acolo unde există blocuri de construcții adecvate, inclusiv un mediu lichid (cum ar fi apa) și o sursă de energie.
„De fiecare dată când găsim dovezi despre viață într-un nou tip de mediu pe Pământ, ne creștem încrederea în găsirea vieții pe o altă planetă”, a declarat Czaja pentru Astronomie.
O altă utilizare a cercetării extremofile? Ajutând oamenii de știință să-și dea seama unde, exact, să caute viața pe alte planete: Czaja a menționat că studii ca ale sale ar putea ajuta oamenii de știință să selecteze un loc de aterizare pentru viitoarele misiuni spațiale.
Agricultorul este de acord: atunci când își caută viața pe alte planete, a spus Astronomy, avem tendința de „a urmări locuința”, ceea ce înseamnă că căutăm zone în care sunt îndeplinite cerințele de bază pentru viață, de ceea este informat de cunoștințele noastre anterioare despre limitele de mediu ale vieții.
„Când paleontologii merg în Africa de Sud și explorează o înregistrare fosilă arheeană, aceștia merg în esență pe altă planetă – Pământul timpuriu”, a spus Farmer. Ceea ce învățăm acolo pregătește strategiile noastre despre cum să căutăm viața pe alte planete, în special urmele fosile de pe alte planete.
O astfel de misiune? Următorul rover de la NASA, pe care îl va trimite în spațiu în 2020, pentru a căuta biosemnăturile vieții, a spus Farmer. Potrivit unui comunicat de presă al misiunii, roverul va cerceta o anumită regiune a planetei Marte care poate, la un moment dat în trecutul trecut, a avut condiții favorabile pentru viața microbiană.
Totuși, nu toți oamenii de știință sunt încrezători că astfel de extremofile pot oferi indicii despre viață pe alte planete. Malcolm Walter, profesor de astrobiologie la Universitatea din New South Wales din Sydney și directorul Centrului australian pentru Astrobiologie, a declarat pentru Astronomie că informațiile despre extremofile de pe Pământ nu își schimbă propriile păreri despre viața pe care s-ar putea aștepta să le găsim pe alte planete. .
„Devine foarte speculativ”, a spus Walter. „Știm atât de puțin despre mediile planetelor dincolo de sistemul nostru solar.” Întrucât, continuă Walter, nu avem decât un singur eșantion de viață – viața pe Pământ – este dificil să prezicem ce tipuri de organisme am putea întâlni în spațiu.
Interesant, însă, Walter a remarcat că în propriul nostru sistem solar, unele roci pot fi expulzate de pe o planetă și pot ateriza pe o altă, potențial chiar ducând cu ele viață microbiană.
Astfel, este posibil ca viața pe care o găsim în spațiu să fie foarte asemănătoare cu a noastră, dacă împărtășește o singură sursă. Cercetările și explorarea suplimentară pot arunca mai multă lumină asupra acestor posibilități.
***
Mihail stories 