Mars na Ziemi. Wulkaniczne jezioro może pomóc zrozumieć, czy na Czerwonej Planecie istniało życie

W porównaniu z tym miejscem, Sahara, głębiny oceanu czy zamarznięte pustkowia Arktyki i Antarktydy wydają się wręcz stworzone dla życia. Wody hydrotermalnego jeziora znajdującego się w jednym z kraterów wulkanu Poás w Kostaryce to prawdziwie piekielna mieszanka najbardziej nieprzyjaznych życiu czynników.

Wody te są niezwykle kwaśne i pełne toksycznych metali. Gdyby tego było mało, ich temperatura dochodzi niemal do poziomu wrzenia. Do tego jeziorem regularnie wstrząsają erupcje, wyrzucające ogromne ilości pary, popiołów i skał.

Mimo to naukowcy odkryli, że w wodach jeziora żyje kilka wyspecjalizowanych rodzajów mikroorganizmów. A piekielne warunki w nim panujące mogą być zaskakująco podobne do tych, w których powstawały pierwsze żywe istoty. Na Ziemi, a może także na Marsie oraz innych planetach i księżycach. Badanie ekstremalnych bakterii może rzucić światło na historię całego życia.

"W tym ekstremalnym, wulkanicznym jeziorze odkryliśmy nie tylko kilka rodzajów mikroorganizmów, ale udało nam się także rozpoznać wiele różnych sposobów, na to, jak życie może przetrwać w takich warunkach" - stwierdził Justin Wang, doktorant z Uniwersytetu Kolorado w Boulder, który był autorem badania peruwiańskiego jeziora opublikowanego właśnie w magazynie "Frontiers in Astronomy and Space Science". "Sądzimy, że mikroorganizmy są w stanie przetrwać erupcje, żyjąc na obrzeżach jeziora. Ale do przetrwania potrzebują dodatkowo szerokiej gamy genów".

Najbardziej znany wulkan w Europie staje się coraz większy

Pierwsze badanie jeziora przeprowadzono w 2013 r. Wtedy, w wulkanicznym jeziorze istniał tylko jeden gatunek drobnoustrojów z rodzaju Acidiphilium. Te bakterie są dość powszechnie spotykane w zakwaszonych wodach znajdowanych w kopalniach czy systemach geotermalnych i są dobrze przystosowane do ekstremalnych warunków.

Kolejne badania, wykonane w 2017 r. po serii erupcji wulkanu, wykazały jednak, że skład drobnoustrojów w jeziorze znacznie się zmienił. Badacze, sekwencjonując DNA, wykazali, że zamieszkujące jezioro mikroorganizmy mają cały szereg przystosowań pozwalających im tolerować ekstremalne i szybko zmieniające się warunki. Potrafią wytwarzać energię z siarki, żelaza, arsenu, węgla oraz granulek bioplastiku, wykorzystywanych przez nie jako magazyny energii.

"Spodziewaliśmy się znaleźć wiele genów, ale nie spodziewaliśmy się tak wielkiej ich różnorodności, biorąc pod uwagę niską bioróżnorodność jeziora" - powiedział Wang. "To była spora niespodzianka, ale ta różnorodność jest jednocześnie dość eleganckim wyjaśnieniem tego, w jaki sposób życie przystosowuje się do funkcjonowania w aktywnym wulkanicznym jeziorze kraterowym".

Podobne systemy hydrotermalne, choć stanowią ekstremalne wyzwanie dla żywych istot, są jednocześnie doskonałym miejscem dla ich powstawania i rozwoju. Jest tak, bo wulkaniczne źródła zapewniają większość składników kluczowych dla ewolucji życia, w tym ciepło, wodę i energię. Wiele hipotez opisujących możliwe początki życia na Ziemi i Marsie skupia się więc właśnie na podobnych miejscach. Podobne gorące źródła istniały na Marsie przez miliardy lat.

Koniczyna wyrosła na glebie podobnej do marsjańskiej

"Nasze badania dostarczają ram dla zrozumienia, jakie życie mogło istnieć w środowiskach hydrotermalnych obecnych na Marsie" - stwierdził Wang. "Ale to, czy życie kiedykolwiek tam się pojawiło i czy przypominało mikroorganizmy znane z Ziemi, nadal jest wielką zagadką. Mamy nadzieję, że dzięki naszym badaniom wyższy priorytet zostanie nadany poszukiwaniom śladów marsjańskiego życia w podobnych środowiskach, na przykład na krawędzi krateru Jezero, gdzie obecnie znajduje się łazik Perseverance".