Um protótipo único de vida microbiana projetado em um material marciano real:a imagem de microscopia eletrônica de transmissão de varredura da célula de M. sedula cultivada em Black Beauty. A imagem revela não homogêneo, interior celular áspero e grosso de M. sedula preenchido com depósitos cristalinos. Crédito:Tetyana Milojevic
A quimiolitotrofia microbialmente assistida experimental fornece uma oportunidade para rastrear os processos de bioalteração putativos da crosta marciana. Um estudo sobre a brecha marciana de Noé no noroeste da África (NWA) 7034, composto de materiais crustais antigos (cerca de 4,5 Gyr de idade) de Marte gerou um protótipo único de vida microbiana experimentalmente projetado em material marciano real. Como os pesquisadores mostram na edição atual da Nature Communications Earth and Environment , esta forma de vida de um puro design marciano é uma rica fonte de bioassinaturas relevantes para o marciano. O estudo foi liderado por Tetyana Milojevic, o chefe do grupo de Bioquímica Espacial da Universidade de Viena.
Marte primitivo é considerado um ambiente onde a vida poderia ter existido. Houve um tempo na história geológica de Marte em que ele poderia ter sido muito semelhante à Terra e abrigar a vida como a conhecemos. Ao contrário das condições atuais de Marte, corpos de água líquida, temperatura mais quente e pressão atmosférica mais alta podem ter existido no início da história de Marte. Potenciais formas iniciais de vida em Marte deveriam ter sido capazes de derivar energia de fontes minerais inorgânicas e transformar CO 2 em biomassa. Essas entidades vivas são microrganismos comedores de pedras, chamados de "quimiolitotróficos, "que são capazes de transformar a energia das pedras em energia da vida.
Rochas marcianas como fonte de energia para formas de vida antigas
"Podemos supor que formas de vida semelhantes aos quimiolitotróficos existiram lá nos primeiros anos do planeta vermelho, "diz o astrobiólogo Milojevic. Os traços desta vida antiga (bioassinaturas) poderiam ter sido preservados nos terrenos de Noé com uma história geológica antiga rica em umidade e fontes minerais que poderiam ter sido colonizadas por quimiolitotróficos. Para avaliar adequadamente as bioassinaturas relevantes em Marte, é crucialmente importante considerar quimiolitotróficos em ambientes mineralógicos relevantes em Marte.
Análise ultraestrutural elementar de uma célula de M. sedula cultivada na genuína breccia marciana de Noachia Black Beauty. Crédito:Tetyana Milojevic
Um dos raros pedaços de rochas de Marte foi recentemente esmagado para imaginar as características da vida com base em materiais marcianos. Os pesquisadores usaram a genuína breccia marciana de Noachia Northwest Africa (NWA) 7034 (apelidada de "Black Beauty") para cultivar o extremo termoacidófilo Metallosphaera sedula, um antigo habitante de fontes termais terrestres. Esta amostra de regolito brechado representa a crosta marciana mais antiga conhecida das antigas idades de cristalização (cerca de 4,5 Ga).
Um espécime de "Black Beauty"
"A Beleza Negra está entre as substâncias mais raras da Terra, uma brecha marciana única formada por pedaços da crosta marciana (alguns deles datados em 4,42 ± 0,07 bilhões de anos) e ejetada há milhões de anos da superfície marciana. Tivemos que escolher uma abordagem bastante ousada de esmagar alguns gramas da preciosa rocha marciana para recriar a possível aparência da forma de vida mais antiga e simples de Marte, "diz Tetyana Milojevic, autor correspondente do estudo, sobre a sonda fornecida por colegas do Colorado, NÓS..
Como resultado, os pesquisadores observaram como um escuro, A massa de base fina de Black Beauty foi biotransformada e usada para construir partes constitutivas de células microbianas na forma de depósitos biominerais. Usando uma caixa de ferramentas abrangente de técnicas de ponta em cooperação com o Centro Austríaco de Microscopia Eletrônica e Nanoanálise em Graz, os pesquisadores exploraram interações microbianas únicas com a brecha de Noachian Martian genuína em nanoescala e resolução atômica. M. sedula vivendo em material da crosta marciana produziu impressões digitais mineralógicas e metabólicas distintas, que pode fornecer uma oportunidade para rastrear os processos de bioalteração putativos da crosta marciana.
O espécime Black Beauty de 4,42 bilhões de anos chegou ao Space Biochemistry Group, Universidade de Viena (Milojevic Tetyana (à esquerda), Kölbl Denise) do Colorado, EUA. Um fragmento da genuína brecha marciana de Noé NWA 7034 (Black Beauty) usada no estudo. Crédito:Oleksandra Kirpenko
Analisando impressões digitais metabólicas e mineralógicas
"Crescido em material crustal marciano, o micróbio formou uma cápsula mineral robusta composta de ferro complexado, fosfatos de manganês e alumínio. Além da enorme incrustação da superfície da célula, observamos a formação intracelular de depósitos cristalinos de natureza muito complexa (Fe, Óxidos de Mn, silicatos de Mn mistos). Estas são características únicas distintas de crescimento na brecha marciana de Noé, que não observamos anteriormente ao cultivar este micróbio em fontes de minerais terrestres e um meteorito condrítico rochoso, "diz Milojevic, que recentemente recebeu uma bolsa ERC Consolidator por sua pesquisa investigando a biogenicidade de materiais marcianos.
Os padrões de biomineralização multifacetados e complexos observados de M. sedula cultivados em Black Beauty revelaram a riqueza, mineralogia diversa e natureza multimetálica deste antigo meteorito marciano. Os padrões únicos de biomineralização das células cultivadas em Black Beauty de M. sedula enfatizam a importância dos experimentos em materiais marcianos genuínos para investigações astrobiológicas relevantes para Marte. "A pesquisa astrobiológica em Black Beauty e outras amostras semelhantes pode fornecer conhecimento inestimável para a análise de amostras devolvidas de Marte, a fim de avaliar sua biogenicidade potencial, "conclui Milojevic.
