Aby znaleźć życie na powierzchni Marsa musimy skonstruować instrument na tyle wrażliwy, by wykryć nim żywe organizmy i na tyle mały, by go przetransportować na Czerwoną Planetę” – mówi dr Andrew Steele z waszyngtońskiego Instytutu Carnegie.

Najważniejsze już za nami. Testy najnowszego urządzenia do wykrywania życia na Marsie wykazały, że jeżeli żywe organizmy na Czerwonej Planecie chociaż trochę przypominają ziemskie istoty, to będziemy w stanie wykryć nawet pojedynczą komórkę” – dodaje.

A. Steele jest jednym z członków międzynarodowej grupy naukowców, Arctic Mars Analogue Svalbard Expedition (AMASE), próbującej od wielu lat opracować strategię wykrywania życia na Marsie. Strategia przygotowywana jest z myślą o przyszłych misjach eksploracji planety, podczas których trzeba będzie podejmować szybkie decyzje, gdy natrafimy na jakieś ślady życia. Opracowany tryb postępowania jest dwuetapowy. Na początku należy znaleźć właściwe miejsce, sprzyjające rozwojowi życia, później trzeba wysłać w to miejsce sondę i zebrać próbki materiału.

Ostatnie dwa tygodnie grupa AMASE spędziła na norweskiej wyspie Svalbard położnej na 80 równoleżniku. Występują tu najcieplejsze wiosny w całym regionie okołobiegunowym. Warunki panujące w okolicznych fiordach (Bockfjorden) przypominają znacznie klimat marsjański.

Grupa AMASE, pod przewodnictwem dr Hansa Amundsena z katedry fizyki procesów geologicznych Uniwersytetu w Oslo, przetestowała całą paletę różnych instrumentów do wykrywania życia. Trudne warunki są doskonałe do wykonywania takich badań.

Wyspy Svalbard

Wyspy Svalbard znajdują się na 80 równoleżniku. Panuje tu niespotykany nigdzie idziej klimat. Dzięki ciepłemu Prądowi Zatokowemu wiosny bywają tu naprawdę ciepłe, mimo że wyspy są położone daleko za kołem polarnym.

Bardzo czułe urządzenia są w stanie wykryć substancje organiczne, minerały pochodzenia organicznego i odciski żywych organizmów w skale. Urządzenia potrafią odnaleźć miejsca o podwyższonej temperaturze, które są szczególnie sprzyjającym miejscem dla rozwoju bakterii. Instrumenty zostały przetestowane na otaczających gorące źródło pokładach skał węglanowych zamieszkanych przez kolonie bakterii endolitycznych, a także na próbkach zastygłej lawy z okolic wulkanu Sverrefjell. Na jego zboczach znaleziono wapienne odciski najbardziej przypominające formy znalezione w marsjańskim meteorycie ALH84001.

Grupa naukowców z Instytutu Carnegie rozlokowała na wyspie Svalbard specjalnie przystosowane czujniki do wykrywania bardzo niewielkich koloni bakterii. Wyniki testów mogą pomóc w kalibracji instrumentów i posłużyć jako ostatni sprawdzian ich skuteczności. Analizy w warunkach polowych przyniosą także wiele informacji na temat środowiska, jakie może występować na Marsie. Dzięki temu będzie można lepiej ocenić, w których miejscach należy poszukiwać życia.

Wśród użytych instrumentów znalazły się między innymi: urządzenie do genetycznej identyfikacji kolonii bakterii, bardzo wyspecjalizowany przyrząd do wyszukiwania substancji wchodzących w skład ścian komórkowych, miernik aktywności życiowej organizmów określający szybkość procesów życiowych na podstawie zużycia ATP, a także, praktycznie najważniejszy instrument, biologiczny test wykorzystujący krótkie łańcuchy białkowe do wykrywania innych substancji.

Przy pomocy reakcji charakterystycznych dla krótkich sekwencji aminokwasów można wykryć obecność setek a nawet tysięcy różnych związków chemicznych. Dzięki tej metodzie możemy zidentyfikować, nie tylko większe struktury białkowe, ale również cząsteczki o wiele mniejsze, aminokwasy, czy nukleotydy, podstawowe cegiełki ziemskiego życia.

Poszukiwania marsjańskiego życia na Ziemi

Dr Steele (na pierwszym planie) i dr Maule podczas prowadzenia testów genetycznych na koloniach bakterii. Równocześnie prowadzone są testy z łańcuchmi peptydowymi. Zdjęcie zostało wykonane w okolicach cieplego źródła Jotun na Wyspach Svalbard.

Naukowcy z Instytutu Carnegie jako pierwsi zaproponowali użycie tej metody do poszukiwań życia na Marsie, już od dawna starają się ją wprowadzić w użycie jako sposób kontrolowania funkcji życiowych astronautów podczas długich lotów. “W czasie tej ekspedycji po raz pierwszy mieliśmy okazję wykorzystać krótkie łańcuchy peptydowe w warunkach polowych” – stwierdza dr Jake Maule, odpowiedzialna za ten aspekt badań.

Z wstępnych analiz wynika, że grupie naukowców udało się zachować sterylność próbek, dzięki czemu wyniki z testów przy użyciu łańcuchów białkowych dały takie same wyniki jak pozostałe eksperymenty, w tym próby spektroskopowe prowadzone przez Jet Propulsion Laboratory.

Wszystkie zebrane materiały zostaną zabrane do laboratorium, w celu dokonania rewizji rezultatów uzyskanych w trudnych warunkach. Tam również zostanie opracowana dokładna strategia poszukiwań i technika zbierania próbek. Ponadto trzeba będzie przystosować wszystkie urządzenia do zamontowania ich na zdalnie sterowanych pojazdach. Program badawczy ma trwać przez najbliższe trzy lata.

Naukowcy chcą dokładnie zbadać obszar Bockfjorden, by sprawdzić jak duży wpływ mają żywe organizmy na proces formowania i wietrzenia skał węglanowych. Skały z wyspy Svalbard mają prawie identyczny skład chemiczny jak marsjański meteoryt. Eksperymenty pomogą również ulepszyć sposób zbierania i analizy próbek, ułatwi to prowadzenie przyszłych misji eksploracji Marsa i Europy.

Autor

Marcin Nowakowski