Wissenschaftler untersuchen Mikroorganismen auf der Erde, um Einblicke in das Leben auf anderen Planeten zu gewinnen

In Oman, am Persischen Golf, gibt es eine große Platte aus uraltem Meeresboden – einschließlich ultramafischer Felsen aus dem oberen Erdmantel – namens Samail Ophiolite. Diese einzigartigen Gesteine ​​liefern nicht nur wertvolle Informationen über den Meeresboden und den oberen Erdmantel, sie können auch Hinweise auf das Leben auf anderen Planeten enthalten.

Um diese Hinweise zu finden, reiste ein Team von Wissenschaftlern der Arizona State University, die Mitglieder der Gruppe Exploring Organic Processes in Geochemistry unter der Leitung von Everett Shock von der School of Earth and Space Exploration und der School of Molecular Sciences sind, in den Oman, um eine Untersuchung durchzuführen Geologischer Prozess, der für diese Gesteine ​​einzigartig ist, bei dem Wasser mit ihnen reagiert, um Wasserstoffgas zu erzeugen. Dieser als „Serpentinisierung“ bezeichnete Prozess liefert Wasserstoffgas an Mikroorganismen, die es zur Energiegewinnung oxidieren.

Für dieses Team könnte das Verständnis dieses Prozesses zu einem besseren Verständnis des Lebens auf anderen Planeten und zur Entwicklung von Weltraumforschungsinstrumenten führen, die Leben auf Ozeanwelten jenseits der Erde erkennen können. Die Ergebnisse ihrer Erkenntnisse wurden im JGR der AGU veröffentlicht Biogeowissenschaften, mit der Hauptautorin Alta Howells, die eine ehemalige ASU-Doktorandin an der School of Life Sciences ist und jetzt ein NASA Postdoctoral Program Fellow am NASA Ames Research Center ist. Shock ist Co-Autor dieser Studie.

„Es wird angenommen, dass Prozesse wie die Serpentinisierung im gesamten Universum existieren, und es wurden Beweise dafür gefunden, dass sie auf dem Jupitermond Europa und dem Saturnmond Enceladus auftreten“, sagte Howells.

Für ihre Studie machte sich das Forschungsteam daran zu bestimmen, was die Biodiversität von Ökosystemen auf der Erde beeinflussen könnte, die von Serpentinisierung bewohnt werden. Insbesondere konzentrierte sich das Team auf Methanogene, das sind Mikroorganismen, die Methan produzieren, indem sie Wasserstoffgas mit Kohlendioxid oxidieren. Methanogene kommen in Ökosystemen vor, die von Serpentinisierung beherbergt werden, und sind einfache Lebensformen, die sich wahrscheinlich früh auf der Erde entwickelt haben.

Bei der Untersuchung der serpentinisierten Flüssigkeiten im Samail-Ophiolith von Oman stellte das Team fest, dass möglicherweise nicht alle von Serpentinisierung beherbergten Ökosysteme Methanogene unterstützen. In Systemen, in denen Methanogene nicht unterstützt werden, können Organismen vorherrschen, die Sulfat zur Energiegewinnung reduzieren.

„Da Sulfatreduzierer kein Methan produzieren, kann dies einen großen Einfluss auf die Instrumentierung haben, die wir entwickeln und auf Missionen einsetzen, um Leben auf anderen Planeten zu entdecken“, sagte Howells.

Darüber hinaus legt die Verteilung von Methanogenen an den von ihnen untersuchten Standorten aus Sicht der Erde nahe, dass Methanogene in serpentinisierten Flüssigkeiten mehr Energie benötigen als Methanogene, die in Süßwasser- oder Meeressedimenten gefunden werden.

Während die Ursache dafür noch bestimmt werden muss, kann sie auf den hohen pH-Wert serpentinisierter Flüssigkeiten oder die geringe Verfügbarkeit ihres Elektronenakzeptors Kohlendioxid zurückgeführt werden.

„Ein Bedarf an Energie ist grundlegend für alles Leben auf der Erde“, sagte Howells. „Wenn wir einfache Modelle mit Energieversorgung als Parameter entwickeln können, um das Auftreten und die Aktivität des Lebens auf der Erde vorherzusagen, können wir diese Modelle zur Untersuchung anderer Meereswelten einsetzen.“