Dávná marťanská jezera mohla chránit mikroorganismy před ultrafialovým zářením. To je hlavní závěr výzkumu provedeného v Laboratoři astrobiologie (AstroLab) na Institutu chemie (IQ) Univerzity v São Paulu. Studie, publikovaná v listopadu v prestižním časopise Astrobiology, představuje důležitý krok k pochopení potenciálně obyvatelných prostředí na jiných planetách.
Ochrana mikroorganismů pomocí železných iontů
Vědci zkoumali, jak mohou železné ionty (Fe³⁺) chránit mikroorganismy v kapalné vodě tím, že absorbují UV-C záření, které atmosféra Marsu nedokáže zablokovat a které je pro život, jak ho známe, vysoce škodlivé. Jako modelový organismus se použila kvasinka Saccharomyces boulardii, která je citlivá na ultrafialové záření a odolná vůči kyselosti; přežívá například i v našem žaludečním kyselinovém prostředí, když se používá v terapiích obnovy střevní flóry.
Ochranný účinek železa na ultrafialové záření byl již znám díky železu přítomnému v regolitu, vrstvě fragmentovaného materiálu, který pokrývá suchý povrch Marsu. „Již byly prováděny pokusy, jak železo může chránit před ultrafialovým zářením v aquózních roztocích, ale s použitím velmi složitých modelů, obtížně aplikovatelných,“ uvedl první autor článku Gabriel Gonçalves Silva. Tato práce vznikla během jeho doktorské práce na IQ. „Chtěli jsme jednoduché modelování, které by mohlo být použito v simulacích s různými úrovněmi ultrafialového záření a koncentracemi železných iontů,“ dodává vědec z AstroLab.
Experimentální metody a výsledky
Pokusy byly provedeny s ukázkami kvasinek Saccharomyces boulardii v roztocích s různými koncentracemi železných iontů (Fe³⁺). Vědci exponovali vzorky na stále vyšší úrovně ultrafialového záření a měřili míru přežití mikroorganismů. Výsledky ukázaly, že i roztoky s relativně nízkými koncentracemi železných iontů jsou schopny chránit kvasinky před zářením těsně pod povrchem, což umožňuje, aby míra reprodukce mikroorganismů kompenzovala úmrtnost způsobenou UV expozicí.
Modelování obyvatelnosti
Vyvinutý model umožňuje jemné úpravy pro různé úrovně záření a koncentrace železa, což usnadňuje podrobné odhady mikrobiální viability v rozmanitých prostředích. Výzkumníci validovali model porovnáním jeho předpovědí s experimentálními daty. Při aplikaci modelu na simulace marťanských jezer vědci dospěli k závěru, že minimální obyvatelná hloubka by mohla být pouhý 1 centimetr pro testovaný kvasinky a zhruba 1 metr pro bakterii Acidithiobacillus ferrooxidans, často zkoumanou v kontextu Marsu.
Toto naznačuje, že dávná jezera na Marsu mohla poskytovat příznivé podmínky pro mikrobiální život díky ochranným účinkům železných iontů vyskytujících se ve vodě. „Jelikož nemáme přístup k marťanským jezerům, model nám nabízí přiblížení podmínek obyvatelnosti, které mohla poskytovat,“ říká Ana Paula Schiavo, postdoktorandka na IQ a spoluautorka studie.
Důkazy o dávném marťanském prostředí
Přítomnost minerálů, jako je jarosit, na povrchu Marsu, která se vytváří v prostředí s kapalinou a kyselým prostředím, posiluje hypotézu, že Mars již hostil jezera s vysokým obsahem železa, která okyselovala vodu. Místa jako kráter Jezero, který aktuálně zkoumá rover Perseverance NASA, jsou příklady marťanských geologických útvarů, které mohly existovat před více než 3 miliardami let, v době, kdy planeta neztratila většinu své atmosféry.
Ohlasy odborníků
Odborníci vyzdvihli důležitost tohoto výzkumu. Dimas Zaia, jeden z nejvýznamnějších národních expertů v oblasti prebiotické chemie a profesor na Londrinském státním univerzitě (UEL), označil tuto studii za „významnou vědeckou podporu pro hledání forem života na Marsu“. Fyzik James Green, bývalý šéf NASA, komentoval a uvedl, že život si dokáže najít způsoby, jak přežít i pod intenzivním zářením: „Mikroby byly nalezeny nad ozónovou vrstvou, skryté v prachu suspendovaném v řídké atmosféře.“ Evelyn Sanchez, specialistka na paleobiologii a profesorka na Federální univerzitě Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), popsala tuto studii jako odvážnou a důležitou pro pochopení limitů a adaptací života v extrémních podmínkách. „Studie pomáhá upevnit postavení Brazílie jako protagonisty v astrobiologickém výzkumu, zejména v modelování,“ hodnotila Sanchez, která je také prezidentkou Brazílska společnosti pro astrobiologii.
Fabio Rodrigues, ředitel AstroLab a profesor na IQ, zdůraznil, že jeho skupina se také silně zaměřuje na organismy odolné vůči ultrafialovému záření. „Tento zdroj stresu je důležitý v oblastech s vysokou atmosférou na Zemi a v mimozemských prostředích, jako je Mars,“ komentuje Rodrigues, který je také spoluautorem článku. Do práce se také zapojili výzkumníci z Federální univerzity São Carlos (UFScar) a Paulista university (Unip).
Pro více informací: [email protected], kontaktujte Gabriela Gonçalvese; [email protected], kontaktujte Anu Paulu Schiavo; [email protected], kontaktujte Fabio Rodrigues.
* Stážista Fapesp Média.
Reprodukce materiálů a fotografií je povolena s uvedením deníku Jornal da USP a autora. V případě zvukových souborů musí být uvedeny kredity Rádio USP a, pokud budou explicitní, autoři. Pro použití video souborů musí být tyto kredity zmiňovány jako TV USP a, pokud budou explicitní, autoři. Fotografie musí být uvedeny jako USP Obrázky a jméno fotografa.
