Möglicherweise haben wir das einzige Leben getötet, das wir auf dem Mars gefunden haben

Ich wurde kürzlich eingeladen, bei einem zu sprechen Symposium organisiert von der Royal Palace Foundation in Amsterdam, die zweimal im Jahr Experten zusammenbringt, um wichtige Themen wie die COVID-Pandemie oder die Zukunft der Arbeit zu diskutieren. Beim Treffen in diesem Sommer ging es um die Suche nach außerirdischem Leben. Während ich mich auf die Erforschung unseres Sonnensystems konzentrierte, Sarah Seager vom Massachusetts Institute of Technology präsentierte ihre Ideen zur Suche nach Leben auf Planeten, die andere Sterne umkreisen.

Während unserer Gespräche und den anschließenden Diskussionen habe ich einen Vorschlag fallen lassen, den einige Leute sicherlich provokativ finden würden: dass wir schon erledigt Vor mehr als 50 Jahren existierte Leben auf dem Mars – aber wir haben es versehentlich getötet.

Viking-Sondenexperimente

Mitte der 1970er Jahre schickte die NASA zwei mit Instrumenten ausgestattete Viking-Rover zur Marsoberfläche Die einzigen Experimente zur Entdeckung von Leben, die auf einem anderen Planeten durchgeführt wurden. Die Ergebnisse dieser Tests waren damals und auch heute noch sehr verblüffend. Während einige – insbesondere das markierte Freisetzungsexperiment (das den mikrobiellen Stoffwechsel testete) und die Pyrolyseexperimente (die die organische Synthese testeten) – zunächst lebenslang positiv waren, war dies beim Gasaustauschexperiment nicht der Fall.

Der Viking-Lander verfügte auch über einen Detektor für organische Verbindungen. Es wurden Spuren chlorierter organischer Substanz festgestellt, was damals als Folge der Verschmutzung durch den Boden interpretiert wurde. Dies veranlasste den Vikings-Projektwissenschaftler Gerald Sovine, seine berühmten Worte auszusprechen: „Keine Körper, keine Leben.“ Mit anderen Worten: Ohne organische Verbindungen könnte das Leben auf dem Mars nicht existieren. Daher kam Sovine, wie die meisten anderen Gelehrten seiner Zeit, zu dem Schluss, dass das Viking-Projekt die Existenz von Leben negativ beurteilte oder bestenfalls keine schlüssigen Ergebnisse lieferte.

In dem halben Jahrhundert seitdem hat sich das Bild stark verändert. Acht Lander und ein Rover haben die Marsoberfläche genauer erkundet. Danke 2008 Phönix Lander, und zur späteren Bestätigung durch Neugier Und Ausdauer Rovers, das wissen wir Tatsächlich kommen die ursprünglichen organischen Verbindungen auf dem Mars vor. Allerdings liegt es in einer chlorierten Form vor – was Wissenschaftler aus der Wikingerzeit nicht erwartet hatten – und wir wissen nicht, ob es aus biologischen Prozessen oder aus anderen stammt Abiotische chemische Reaktionen Es hat nichts mit dem Leben zu tun. Allerdings könnte man sich fragen, wie Soffen heute reagieren würde: Würde er immer noch kategorisch sagen, dass Vikings Ergebnisse negativ waren?

Tod durch Wasser

Zum Zeitpunkt der Landungen hatten die Wissenschaftler kaum Kenntnisse über die Marsumgebung. Da die Erde ein wässriger Planet ist, schien es plausibel, dass die Zugabe von Wasser Leben dazu bringen könnte, sich in der extrem trockenen Umgebung des Mars zu manifestieren. Im Nachhinein ist es möglich, dass dieser Ansatz eine sehr gute Sache war. Was ich und andere Forscher an sehr trockenen Orten auf der Erde, wie etwa der Atacama-Wüste in Chile, gelernt haben, ist, dass sich die Lebensformen allmählich weiterentwickeln, wenn der Lebensraum trockener wird.

Am Ende dieses Fortschritts finden Sie Mikroben, die vollständig im Inneren von Salzgesteinen leben. Diese robusten Organismen profitieren von einem Prozess, den wir Hygroskopizität nennen, bei dem bestimmte Salze Wasser direkt aus der relativen Luftfeuchtigkeit anziehen. (Dies ist derselbe Prozess, der dazu führt, dass Speisesalz verklumpt, wenn man es der Luft aussetzt.) Aus diesem Grund brauchen die Mikroben, die in den Salzgesteinen der Atacama leben, überhaupt keinen Regen – nur eine bestimmte Menge Regen Luftfeuchtigkeit.

Fragen wir uns nun, was passieren würde, wenn man diese an Trockenheit angepassten Mikroben mit Wasser übergießen würde. Könnte das sie verwirren? Technisch gesehen könnten wir sagen, dass wir es zu stark mit Feuchtigkeit versorgt haben, aber vereinfacht ausgedrückt wäre es so, als würde man es zu stark befeuchten. Es wäre, als würde ein außerirdisches Raumschiff Sie halbtot in der Wüste umherirren finden und Ihre Möchtegern-Retter entscheiden: „Der Mensch braucht Wasser. Lassen Sie uns den Menschen mitten in den Ozean schicken, um ihn zu retten!“ Das würde auch nicht funktionieren .

Bei vielen Experimenten der Wikinger wurde Wasser auf Bodenproben aufgetragen, was die rätselhaften Ergebnisse erklären könnte. Die mutmaßlichen Marsmikroben, die für die geheimen Startexperimente gesammelt wurden, konnten diese Wassermenge wahrscheinlich nicht verkraften und starben nach einer Weile. Im Gegensatz zu den anderen Experimenten wurden die meisten Durchläufe für das Pyrolyseexperiment unter trockenen Bedingungen durchgeführt. Im Vergleich zu einem später durchgeführten Kontrolllauf, der so konzipiert war, dass keine Biologie beteiligt sein konnte, war der erste Lauf positiv für das Leben. Interessanterweise hatte der einzige unter nassen Bedingungen durchgeführte Lauf ein niedrigeres Signal als der Controller.

Diesem Gedankengang folgend müssen wir uns fragen, ob die von den Wikingern getesteten Marsböden tatsächlich hygroskopische Salze enthielten und ob die relative Luftfeuchtigkeit an diesen Standorten ausreichend hoch war. Die Wikinger landeten in der Äquatorregion des Mars, wo der Salzgehalt im Boden eher gering ist. Allerdings gibt es im Boden viel Wasserstoffperoxid und Perchlorat, und beide sind sehr hygroskopische Verbindungen. Außerdem bemerkten die Wikinger, dass auf dem Mars Dunst herrschte – was 100 % Luftfeuchtigkeit bedeutet. Grundsätzlich war die relative Luftfeuchtigkeit in den Morgen- und Abendstunden so hoch, dass Mikroben Feuchtigkeit aufnehmen konnten.

Hoffnung auf Wasserstoffperoxid

Vor mehr als 15 Jahren waren mein Kollege Job und ich Hotcooper Es hat das Niveau der wissenschaftlichen Spekulationen zu diesem Thema erhöht Indem wir Vikings rätselhafte Ergebnisse aus einer anderen Perspektive betrachten. Wir vermuteten, dass mikrobielles Leben auf dem Mars Wasserstoffperoxid in seinen Zellen enthalten könnte – eine evolutionäre Anpassung, die es ihnen ermöglichen würde, Wasser direkt aus der Atmosphäre zu beziehen. Die Mischung hätte auch andere Vorteile, etwa, dass sie das Wasser auf dem Mars bei Minustemperaturen flüssig hält und die Bildung von Eiskristallen verhindert, die zum Aufbrechen von Zellen führen würden.

Während zur Reinigung und Sterilisation Wasserstoffperoxid in hoher Konzentration eingesetzt wird, eine Menge Die Mikroben in Ihrem Mund, z Streptokokken; Und Lactobacillus, Wasserstoffperoxid wird auf natürliche Weise hergestellt, zusammen mit anderen, wie z Neisseria sicca und Haemophilus segnis, die Sie verwenden. Der Bombardierkäfer sprüht eine 25-prozentige Wasserstoffperoxidlösung auf alles, was ihn stört. Mein Punkt ist, dass Wasserstoffperoxid nicht mit dem Leben unvereinbar ist.

Wenn wir annehmen, dass sich das einheimische Leben auf dem Mars durch den Einbau von Wasserstoffperoxid in seine Zellen an seine Umgebung angepasst hat, könnte dies die Erkenntnisse der Wikinger erklären. Das Instrument zum Nachweis organischer Verbindungen (Gaschromatograph-Massenspektrometer genannt) erhitzte Bodenproben vor der Analyse. Wenn Marszellen Wasserstoffperoxid enthielten, hätte das sie getötet. Darüber hinaus hätte es dazu geführt, dass das Wasserstoffperoxid mit allen organischen Molekülen in der Nähe reagiert und große Mengen Kohlendioxid erzeugt hätte – und genau das hat das Instrument festgestellt.

Neue Mission zum Mars

Wie ich bereits sagte, wir brauchen eine neue Mission zum Mars In erster Linie der Entdeckung des Lebens gewidmet Um diese und andere Hypothesen zu testen. Es sollte mögliche Lebensräume auf dem Mars wie das südliche Hochland erkunden, wo Leben in Salzgesteinen nahe der Oberfläche bestehen könnte. Möglicherweise können wir sogar an diese Felsen gelangen, ohne graben zu müssen – ein enormer Vorteil im Hinblick auf den technischen Aufwand und die Kosten. Ich kann es kaum erwarten, dass du eine solche Mission beginnst.