Die tiefsten Organismen der Erde könnten Hinweise auf außerirdisches Leben auf dem Mars enthalten

Um zu verstehen, welches Leben tief auf dem Mars überleben könnte, müssen wir uns einige der tiefsten und ältesten Lebensformen auf unserem Planeten ansehen.

Der Mars ist nicht nur ein roter Planet, sondern auch ein feuchter Planet. Am 12. August berichteten amerikanische Forscher über Beweise für… Riesiger Tank mit flüssigem Wassertief in der Gesteinskruste des Planeten.

Die Daten stammten vom Mars-Insight-Lander der NASA, der über einen Zeitraum von vier Jahren mehr als 1.300 Marsbeben aufzeichnete. Forscher unter der Leitung von Vashan Wright, einem Geophysiker am Scripps Institution of Oceanography der University of California in San Diego, untersuchten die seismischen Wellen, die den Rover erreichten, und kamen zu dem Schluss Sie durchquerten Schichten nassen GesteinsObwohl die Oberfläche des Mars eine karge Wüste ist, deuten Wrights Daten darauf hin, dass in einer Tiefe zwischen 11,5 und 20 Kilometern (7,1 und 12,4 Meilen) unter der Planetenoberfläche große Mengen Wasser in Gesteinen eingeschlossen sind.

„Wenn diese Vorhersagen richtig sind, ist das meiner Meinung nach ein Wendepunkt“, sagt Karen Lloyd, eine Mikrobiologin unter der Oberfläche an der University of Southern California in Los Angeles.

Das Vorhandensein von Grundwasser auf dem Mars eröffnet die Möglichkeit für unterirdisches Leben auf dem Mars. Die letzten Jahrzehnte haben die Existenz einer riesigen Biosphäre tief im Inneren der Erde offenbart. Es scheint nun, dass das Gleiche auch für den Mars gelten könnte. Wenn es Leben auf dem Mars gibt, könnte es unter der Erde sein.

Seit mehr als 30 Jahren sammeln Biologen Beweise dafür Das Leben geht tief unter der Erde weiter Auf der Erde haben Forscher tief in den Meeresboden und die Kontinente gebohrt und dabei Leben in vergrabenen Sedimenten und sogar zwischen Schichten und Kristallen aus festem Gestein gefunden.

Die meisten dieser im Dunkeln lebenden Lebewesen sind einzellige Mikroorganismen, insbesondere Bakterien und Archaeen. Diese beiden riesigen Gruppen sind die ältesten bekannten Lebensformen auf der Erde: Sie existierten vor mehr als drei Milliarden Jahren, lange bevor Tiere und Pflanzen auftauchten.

Auch das hat sich in den letzten zwanzig Jahren gezeigt Tiefe Biosphäre „Es ist tatsächlich sehr vielfältig. Es gibt tatsächlich viele verschiedene Arten von Organismen, die tief unter der Erde leben“, sagt Cara Magnabusco, Geologin an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich.

Bakterien werden in große Gruppen, sogenannte Phyla, eingeteilt: Nur wenige Dutzend dieser Gruppen sind unter anderem offiziell anerkannt Schätzungsweise 1.300„Fast alle dieser Riffe liegen unter der Erde“, sagt Magnabosco.

Da sie so dunkel sind, können diese Mikroben keine Energie direkt aus Sonnenlicht gewinnen, wie dies bei photosynthetischen Organismen an der Oberfläche der Fall ist. „Das wirklich Wichtige ist, dass diese Mikroben nicht zu einem großen Teil von der Sonne abhängig sind“, sagt Lloyd.

Sie erhalten auch keine weiteren Inputs wie Nährstoffe von oben. Viele dieser tiefen Ökosysteme seien „völlig von der Oberfläche abgekoppelt“, sagt Magnabosco.

Stattdessen sind diese Ökosysteme auf die Chemosynthese angewiesen. Mikroben gewinnen ihre Energie durch die Durchführung chemischer Reaktionen, indem sie Chemikalien aus umliegenden Gesteinen und Wasser aufnehmen. Beispielsweise können Mikroben Gase wie Methan oder Schwefelwasserstoff als Materialquelle nutzen. „Im Erdinneren finden viele verschiedene chemische Reaktionen statt“, sagt Lloyd. „Viele von uns verbringen viel Zeit damit, nach neuen Reaktionen zu suchen, die das Leben ermöglichen.“

Während einzellige Mikroben das Erdinnere dominieren, gibt es einige seltene Tiere. Eine im Jahr 2011 durchgeführte Studie ergab Nematoden im Bruchwasser 0,9 bis 3,6 km (0,6 bis 2,2 Meilen) unterhalb südafrikanischer Minen. Das Wasser scheint seit mindestens 3.000 Jahren dort zu sein, was darauf hindeutet, dass die Nematodenpopulation Tausende von Jahren alt sein könnte. Eine im Jahr 2015 durchgeführte Nachuntersuchung ergab Plattwürmer, segmentierte Würmer, Rädertierchen und Arthropoden In Spaltengewässern in 1,4 km Tiefe: Das Wasser dort war bis zu 12.300 Jahre alt. Die Tiere ernährten sich von einer dünnen Mikrobenschicht auf der Felsoberfläche.

Wenn man tief genug unter die Erde vordringt, wird auch der Druck zum Problem. Auch die Art des Gesteins ist wichtig, denn… Es beeinflusst die chemischen Reaktionen, die auftreten können Also die Arten von chemosynthetischen Mikroben, die dort leben können. „Aber ich kann dir keine Nummer nennen [on how far down life exists] „Weil wir es noch nicht erreicht haben, weil wir noch nicht sehr tief gegraben haben“, sagt Lloyd. Die Grenze könnte überraschend tief sein: Eine Studie aus dem Jahr 2017 mit Proben aus einem Schlammvulkan deutete darauf hin, dass diese Grenze überraschend tief sein könnte. Leben kann 10 Kilometer (6,2 Meilen) unter dem Meeresboden existieren.

Einige dieser Lebensformen sind sehr langsam. „Es gibt sicherlich große Teile des Erdinneren, insbesondere unter unseren Ozeanen, in denen Millionen von Jahren lang nichts wirklich passiert“, sagt Lloyd. Da keine neuen Nährstoffe von oben eintreffen und es keine Möglichkeit gibt, ihnen zu entkommen, haben die Mikroben an diesen Orten nur sehr wenig zu essen. „Das bedeutet, dass ihnen einfach die Energie fehlt, neue Zellen zu bilden“, fügt sie hinzu. Stattdessen verlangsamen sie ihren Stoffwechsel und befinden sich nahezu in einer Stagnationsphase. „Es ist durchaus plausibel, dass eine einzelne Zelle Tausende von Jahren oder länger leben könnte.“

Diese Art von Leben – das auf chemischen Reaktionen zwischen Gestein und Wasser beruht, möglicherweise mit einer extrem langsamen Stoffwechselrate – existierte wahrscheinlich in wasserreichen Gesteinen tief unter der Marsoberfläche.

Bisher gibt es trotz jahrzehntelanger unbemannter Missionen zum Roten Planeten keine konkreten oder direkten Beweise für Leben auf dem Mars. Die Oberfläche ist trocken und kalt, und noch nie hat ein Lebewesen einen Schnappschuss der Kamera des Mars-Rover betreten.

Merkmale wie Rillen deuten jedoch stark darauf hin, dass der Mars vor Milliarden von Jahren fließendes Wasser auf seiner Oberfläche hatte. Ein Teil dieses Wassers ist möglicherweise in den Weltraum verloren gegangen, aber Wrights Team kam zu dem Schluss, dass sich ein Großteil davon unter der Erde befindet.

„Wir wissen, dass Wasser eine Grundvoraussetzung für das Leben, wie wir es kennen, ist“, sagt Lloyd. Vielleicht war die Oberfläche des Mars also in der Vergangenheit bewohnbar, und jetzt ist nur noch der untere Teil davon bewohnbar. „Ich habe immer die Idee vorgezogen, dass das Leben irgendwie begraben werden würde“, sagt sie.

Wie die langsamen Mikroben, die tief in den Ozeanen der Erde leben, Marsmikroben klammern sich möglicherweise an Leben Trotz der Nährstoffknappheit, sagt Magnabosco, „könnten die gleichen Prozesse, die im Erdinneren ablaufen, auf dem Mars ablaufen.“

Der bisher eindrucksvollste Beweis für Leben Methangaswolken in der Marsluftbeliebig Variiert je nach JahreszeitAuf der Erde wird Methan oft von Mikroorganismen produziert – das Gas kann also das Ergebnis von Abfällen des Lebens im Untergrund sein. Lloyd mahnt jedoch zur Vorsicht. „Es gibt viele nicht lebensbezogene Gründe, warum Methanfahnen entstehen könnten“, sagt sie.

Darüber hinaus gibt es viele andere Hindernisse Leben im Inneren des Mars„Leben braucht nicht nur Wasser, es braucht Energie und Raum, also braucht es ein Zuhause“, sagt Lloyd. Wir wissen noch nicht, ob die Poren im Marsgestein groß genug für Mikroben sind. Ebenfalls, Chemische Zusammensetzung tiefer Gesteine Dies ist äußerst wichtig, da es sich um eine chemische Energiequelle handelt.

Für Magnabusco besteht der „größte Zweifel“ am Leben auf dem Mars darin, „ob es entstanden ist oder nicht“. Da wir nicht wissen, wie sich die ersten lebenden Organismen aus unbelebtem Material bildeten, wissen wir nicht, ob es auf dem Mars überhaupt Bedingungen gab. Geeignet für die Entstehung des Lebens„Wenn sich Leben auf dem Mars entwickeln konnte“, sagt sie, „hat es sehr gute Chancen, heute auf dem Mars zu überleben und zu existieren.“

Wenn es eine so tiefe Biosphäre auf dem Mars gibt, wie können wir sie dann finden? Die offensichtliche Idee besteht darin, in den Mars zu bohren, aber wir müssten mindestens 10 Kilometer (6,2 Meilen) tief bohren – was selbst auf der Erde schwer ist. Würden wir das auf einem Planeten tun, auf dem es weder Atemluft noch fließendes Wasser gibt? „Es ist viel schwieriger“, sagt Magnabosco.

„Die Jagd nach Methan wäre wirklich hilfreich“, sagt Lloyd. Im Moment wissen wir nicht, woher das Gas kommt. „Wenn wir feststellen, dass Wassertaschen mit Methanfahnen verbunden sind“, Das wäre ein Vorschlag Vom Leben, sagt sie.

Wenn sich auf dem Mars tatsächlich Wasser bewegt, können wir uns das zunutze machen. An Land bringen Einrichtungen wie heiße Quellen Wasser Von den Tiefen der Erde bis an die Oberfläche„Auf dem Mars gibt es Schlammvulkane. Es gibt Orte auf dem Mars, an denen man tief unter der Oberfläche Proben finden kann, die entnommen und an die Oberfläche gebracht wurden“, sagt Lloyd.

Es kann Jahrzehnte dauern, bis wir eine endgültige Antwort erhalten. Diese Antwort mag entmutigend sein: Der Mars ist tektonisch und hydrologisch weniger aktiv als die Erde, was darauf hindeutet, dass Leben entweder selten oder nicht vorhanden ist. „Vielleicht suchen wir nach Leben, das schon lange nicht mehr gelebt hat“, sagt Lloyd. In diesem Fall finden wir möglicherweise nur fossile Beweise, keine lebenden Organismen. „So oder so ist es Leben auf dem Mars“, fügt sie hinzu.

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