Mikrobák fejlődhetnek a Szaturnusz holdján

A „tigriscsíkokból” vízgőz-gejzírek törnek ki a Szaturnusz árapályerőinek hatására

A Szaturnusz Enceladus nevű holdja jéggel borított óceánjának mélyén, barátságtalan körülmények között képesek gyarapodni a mikrobák - állapította meg egy nemzetközi kutatócsoport, amely eredményeiről a Nature Communications című szaklapban számolt be.

Az Enceladust teljes mértékben jég borítja, amely alatt vélhetően az egész holdat beterítő óceán van. Amikor 2017 őszén az amerikai űrkutatási hivatal, a NASA Cassini nevű űrszondája elrepült az Enceladus felett, megfigyeléseket végzett, melyek szerint az élet minden lényeges összetevője megtalálható az égitesten:

a víz mellett szén, nitrogén, oxigén, foszfor és kén is.

Ráadásul a vízjéggejzírekben, amelyek a hold déli-sarkvidéki régiójában több kilométer magasra emelkednek, szén-dioxid-, szén-monoxid-, metán- és ammóniamolekulákat, valamint molekuláris hidrogént is kimutattak. Utóbbi a hidrotermális tevékenység révén keletkezhetett, amely a feltételezések szerint a Szaturnusz holdjának belsejében működik.

Simon Rittmann, a Bécsi Egyetem ökogenomikával és rendszerbiológiával foglalkozó részlegének vezetője irányításával a nemzetközi kutatócsoport megpróbálta az eddigi ismeretek szerint az Enceladuson uralkodó körülményeket a lehető legjobban lemásolni és megvizsgálni, hogy vajon ilyen körülmények között képesek-e fejlődésre és gyarapodásra a mikrobák.

A „tigriscsíkokból” vízgőz-gejzírek törnek ki a Szaturnusz árapályerőinek hatására Forrás: NASA/JPL-Caltech and Space Science Institute

Mélytengerekben élő mikroorganizmusokat vizsgáltak

A vizsgálatok kiindulópontját az Enceladus gejzírjeiben megfigyelt nagyobb mennyiségű hidrogén és szén-dioxid alapján az Archea csoporton belüli úgynevezett metanogén mikroorganizmusok jelentették. Ezek ugyanis a molekuláris hidrogént és szén-dioxidot energia- és szénforrásként használják.

A Földön ilyen mikroorganizmusok a mélytengerekben uralkodó zord körülmények között, napfény nélkül csak meleg források által, szén-dioxiddal, hidrogénnel és más szervetlen anyagokkal ellátva képesek fejlődni.

A kísérletek során a Methanothermococcus okinawensis nevű, a japán mélytengerekben élő Archea bizonyult különösen erősnek.

A bécsi kutatók a Linzi Egyetemen dolgozó kollégáikkal ezeknek az élőlényeknek tiszta kultúráját vizsgálták egyre zordabb körülmények között. Először azt kutatták, hogyan reagálnak az organizmusok különböző gázalakú gátlóanyagokra (inhibitorokra), mint a szén-monoxidra és az etánra. Ezután következtek a folyékony inhibitorok, mint a formaldehid vagy a magas ammóniumkoncentráció - kezdetben önmagukban, majd a gázformájú gátlóanyagokkal együtt. Mindezt optimális hőmérséklet mellett - 65 Celsius-fokon -, később a nyomás változtatásával.

Optimális körülmények között az Archea-csoport ellenáll 90 bar nyomásnak is. Még az összes inhibitor kombinációja mellett és 50 bar nyomás alatt is képesek voltak metánt termelni a tesztelt mikrobák.

Egészen elbűvölő, hogy ezek az organizmusok még ilyen körülmények között is metánt képesek termelni"

- mondta Rittmann.

Honnan származhat a metán?

A Hamburgi és Brémai Egyetem munkatársai csillagászati-geológiai modellezéseket is végeztek, hogy lemásolják azokat a kémiai-fizikai körülményeket, amelyek feltehetően az Enceladus óceánjának vastag jégrétege alatt uralkodnak. Vizsgálataik szerint még alacsony hőmérsékleten is elegendő molekuláris hidrogén szabadul fel a Földön is működő úgynevezett szerpentinné válási folyamat során ahhoz, hogy energiaforrásként szolgáljon a mikrobák számára.

Forrás: NASA/JPL/Space Science Institute

A szakértők tehát kimutatták, hogy a metanogén mikroorganizmusok az Enceladuson uralkodó körülményekhez hasonló feltételek mellett is képesek a szaporodásra.

A vízjéggejzírekben kimutatott metán egy része lehet ennek a biológiai eredete"

- mondta Rittmann.

A tanulmány szerzői azonban azt is elismerik, hogy a metán abiotikus úton, tehát mikrobák közreműködése nélkül is keletkezhet. A Szaturnusz holdján uralkodó, vélhetően az életnek kedvező feltételek miatt azonban fennállhat annak a veszélye, hogy ezek az égitestek megfertőződnek olyan földi organizmusokkal, melyek űrszondák révén kerülhetnek a felszínére. Ennek elkerülése érdekében döntött úgy a NASA szeptemberben, hogy az üzemanyagából kifogyó Cassinit a Szaturnusz atmoszférájába vezetve megsemmisíti.