Sự phát triển của Methanogens trên một mô phỏng đất của Sao Hỏa

Origins of life - Tập 34 - Trang 615-626 - 2004
Timothy A. Kral1, Curtis R. Bekkum2, Christopher P. McKay3
1Arkansas-Oklahoma Center for Space and Planetary Sciences, University of Arkansas, Fayetteville, U.S.A
2Department of Biological Sciences, University of Arkansas, Fayetteville, U.S.A
3NASA Ames Research Center, Space Science Division, Moffett Field, U.S.A

Tóm tắt

Hiện tại, bề mặt của Sao Hỏa có thể quá lạnh, quá khô và quá oxi hóa để sự sống, như chúng ta biết, có thể tồn tại. Nhưng lớp bề mặt dưới lòng đất là một vấn đề khác. Các dạng sống có thể tồn tại bên dưới bề mặt không thể lấy năng lượng từ quang hợp, mà thay vào đó, chúng sẽ phải sử dụng năng lượng hóa học. Methanogens là một loại vi sinh vật có thể tồn tại dưới bề mặt của Sao Hỏa. Một môi trường sống tiềm năng cho sự tồn tại của methanogens trên Sao Hỏa có thể là một nguồn nước địa nhiệt của hydro, có thể là do hoạt động núi lửa hoặc thủy nhiệt, hoặc phản ứng giữa bazan và nước kỵ khí, carbon dioxide, vốn phong phú trong bầu khí quyển Sao Hỏa, và tất nhiên là nước lỏng dưới bề mặt. Chúng tôi báo cáo ở đây rằng một số methanogens có thể phát triển trên một mô phỏng đất của Sao Hỏa khi được cung cấp carbon dioxide, hydro phân tử và lượng nước khác nhau.

Từ khóa

#Mars #methanogens #subsurface life #geothermal energy #chemical energy #carbon dioxide #liquid water

Tài liệu tham khảo

Allen, C. C., Jager, K. M., Morris, R. V., Lindstrom, D. J., Lindstrom, M. M. and Lockwood, J. P.: 1998, Martian Soil Simulant Available for Scientific, Educational Study, EOS 79, 405–412. Bell, J. F., Morris R. V. and Adams, J. B.: 1993, Thermally Altered Palagonite Tephra: A Spectral and Process Analog to the Soil and Dust of Mars, J. Geophys. Res. 98, 3373–3385. Boone, D. R., Johnson, R. L. and Liu, Y.: 1989, Diffusion of the Interspecies Electron Carriers H2 and Formate in Methanogenic Ecosystems and its Implications in the Measurement of Kmfor H2 or Formate Uptake, Appl. Environ. Microbio. 55, 1735–1741. Boston, P. J., Ivanov, M. V. and McKay, C. P.: 1992, On the Possibility of Chemosynthetic Ecosystems in Subsurface Habitats on Mars, Icarus 95, 300–308. Carr, M. H.: 1996, Water on Mars, Oxford University Press, New York. Chapelle, F. H., O'Neill, K., Bradley, P. M., Methe, B. A., Ciufo, S. A., Knobel, L. L. and Lovley, D. R.: 2002, A Hydrogen-Based Subsurface Microbial Community Dominated by Methanogens, Nature 415, 312–315. Cooper, C. D. and Mustard, J. F.: 1999, Sulfates on Mars: Spectroscopic Evaluation of Analog Mixtures, LPSC XXX, #2042. DiMarco, A. A., Bobik, T. A. and Wolfe, R. S.: 1990, Unusual Coenzymes of Methanogenesis, Ann. Rev. Biochem. 59, 355–394. Ehrlich, H. L.: 1990, Geomicrobiology, 2nd Edition, Marcel Dekker, Inc. New York. Gerhardt, P. (ed.): 1994, Methods for General and Molecular Biology, American Society for Microbiology, Washington, D.C., pp. 257–260. Golden, D. C., Morris, R. V. and Ming, D. W.: 1993, Mineralogy of Three Slightly Palagonitized Basaltic Tephra Samples from the Summit of Mauna Kea, Hawaii, J. Geophys. Res. 98, 3401–3411. 626 T. A. KRAL ET AL. Jarrell, K. F. and Kalmokoff, M. L.: 1987, Nutritional Requirements of the Methanogenic Archaebacteria, Can. J. Microbiol. 34, 557–576. Jones, W. J., Leigh, J. A., Mayer, F., Woese, C. R. and Wolfe, R. S.: 1983, Methanococcus jannashiiSp. Nov., an Extremely Thermophilic Methanogen from a Submarine Thermal Vent, Arch. Microbiol. 136, 254–261. Kiener, A., Konig, H., Winter, J. and Leisinger, T.: 1987, Purification and Use of Methanobacterium wolfeiPseudomurein Endopeptidase for Lysis of Methanobacterium thermoautotrophicum, J. Bacteriol. 169, 1010–1016. Klein, H. P.: 1978, The Viking Biology Experiments on Mars, Icarus 34, 666–674. Klein, H. P.: 1979, The Viking Missions and the Search for Life on Mars, Rev. Geophys. Space Phys. 17, 1655–1662. Klingler, J. M., Mancinelli, R. L. and White, M. R.: 1989, Biological Nitrogen Fixation under Primordial Martian Partial Pressures of Dinitrogen, Adv. Space Res. 9, 173–176. Lepper, K.: 2003, Single-Grain Optical Dating Properties of JSC Mars-1: PreliminaryMeasurements of Radiation Dose Response and Sensitivity Change, LPSC XXXIV, #1962. Magingo, F. S. S., and Stumm, C. K.: 1991, Nitrogen Fixation by Methanobacterium formicicum, FEMS Microbiol. Lett. 81, 273–278. Murray, P. A. and Zinder, S. H.: 1984, Nitrogen Fixation by a Methanogenic Archaebacterium, Nature (London) 312, 284–286. Ni, S. and Boone, D.R.:1991,Isolation and Characterization of a Dimethyl Sulfide-Degrading Methanogen, Methanolobus siciliaeHI350, from an Oil Well, Characterization of M. siciliaeT4/MT,and Emendation of M. siciliae Int. J. Syst. Bacteriol. 41,410–416. Owen, T.: 1992, in H. H. Kieffer, Jakosky, B. M., Snyder, C. W. and Matthews, M. S. (eds.), The Composition and Early History of the Atmosphere of Mars, Mars, University of Arizona Press, Tucson, pp. 818–834. Peeler, J. T., Houghtby, G. A. and Rainosek, A. P.: 1992, The Most Probable Number Technique, Compendium of Methods for the Microbiological Examination of Foods, 3rd Edition, pp. 105–120. Staley, J. T. (ed.): 1989, Bergeyś Manual of Systematic Bacteriology, Vol. 3, Williams and Wilkins, Baltimore, pp. 719–736 Stevens, T. O. and McKinley, J. P.: 1995, Lithoautotrophic Microbial Ecosystems in Deep Basalt Aquifers, Science 270, 450–454. Windholz, M. (ed.): 1983, Merck Index, Merck and Co., Inc. Rahway, N.J., pp. 852–853. Xun, L., Boone, D. R. and Mah, R. A.: 1988, Control of the Life Cycle of Methanosarcina mazeiS-6 by Manipulation of Growth Conditions, Appl. Environ. Microbio. 54, 2064–2068. Zinder, S. H.: 1993, in F. G. Ferry (ed.), Methanogenesis, Chapman and Hall, NY, pp. 128–206.