Un nuevo estudio encuentra que las posibilidades de descubrir vida en Marte son mejores de lo esperado.
Deinococcus radiodurans (conocido cariñosamente como “Conan the Bacterium”) es particularmente adecuado para sobrevivir al duro entorno de Marte. En experimentos, sobrevivió a cantidades astronómicas de radiación en el ambiente helado y árido. Crédito: Michael J. Daly/USU
Los investigadores simularon las duras condiciones de radiación ionizante de Marte para ver cuánto tiempo podrían sobrevivir las bacterias y hongos secos y congelados.
Estudios previos encontraron que ‘Conan the Bacterium’ (Deinococcus radiodurans) podría sobrevivir más de un millón de años en la dura radiación ionizante de Marte.
Un nuevo estudio rompe ese récord, encontrando que la bacteria podría sobrevivir 280 millones de años si es enterrada.
Esto significa que la evidencia de vida aún podría estar latente y enterrada debajo de la superficie de Marte.
Cuando las primeras muestras de Marte sean devueltas a la Tierra, los científicos deberían estar atentos a las antiguas bacterias dormidas, según los hallazgos de un nuevo estudio.
En un estudio único en su tipo, un equipo de investigadores descubrió que las bacterias antiguas podrían sobrevivir cerca de la superficie en Marte mucho más tiempo de lo que se suponía anteriormente. Además, pueden sobrevivir mucho más tiempo cuando las bacterias están enterradas y, por lo tanto, protegidas de la radiación cósmica galáctica y los protones solares.
Estos hallazgos refuerzan la posibilidad de que si la vida alguna vez evolucionó en Marte, sus restos biológicos podrían ser revelados en futuras misiones. Estas futuras misiones incluyen ExoMars (rover Rosalind Franklin) y el Mars Life Explorer, que llevará taladros para extraer materiales de 2 metros bajo la superficie.
Debido a que los científicos demostraron que ciertas cepas de bacterias pueden sobrevivir a pesar del duro entorno de Marte, esto también significa que los futuros astronautas y turistas espaciales podrían contaminar inadvertidamente Marte con sus propias bacterias de autostop.
El artículo se publicará hoy (25 de octubre) en la revista Astrobiology. El equipo de investigación incluyó a Brian Hoffman y Ajay Sharma de la Universidad Northwestern.
Deinococcus radiodurans (conocido cariñosamente como “Conan the Bacterium”) es particularmente adecuado para sobrevivir al duro entorno de Marte. En experimentos, sobrevivió a cantidades astronómicas de radiación en el ambiente helado y árido. Crédito: Michael J. Daly/USU
“Nuestros organismos modelo sirven como sustitutos tanto para la contaminación hacia adelante de Marte como para la contaminación hacia atrás de la Tierra, las cuales deben evitarse”, dijo Michael Daly, profesor de patología en la Universidad de Ciencias de la Salud de Servicios Uniformados (USU) y miembro del Comité de Protección Planetaria de las Academias Nacionales, quien dirigió el estudio. “Es importante destacar que estos hallazgos también tienen implicaciones de biodefensa, porque la amenaza de agentes biológicos, como el ántrax, sigue siendo una preocupación para la defensa militar y nacional”.
“Llegamos a la conclusión de que la contaminación terrestre en Marte sería esencialmente permanente, durante períodos de tiempo de miles de años”, dijo Hoffman, coautor principal del estudio. “Esto podría complicar los esfuerzos científicos para buscar vida marciana. Del mismo modo, si los microbios evolucionaron en Marte, podrían ser capaces de sobrevivir hasta nuestros días. Eso significa que devolver muestras de Marte podría contaminar la Tierra”.
Hoffman es profesor de química Charles E. y Emma H. Morrison y profesor de biociencias moleculares en el Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern. También es miembro del Instituto de Química de los Procesos de la Vida.
Simulación de Marte
Marte tiene un ambiente duro e implacable. Las condiciones áridas y heladas, que promedian -80 grados Fahrenheit (-63 grados Celsius) en latitudes medias, hacen que el Planeta Rojo parezca inhóspito para la vida. Peor aún: Marte también es bombardeado constantemente por intensa radiación cósmica galáctica y protones solares.
Para explorar si la vida podría sobrevivir o no en estas condiciones, Daly, Hoffman y sus colaboradores determinaron primero los límites de supervivencia de la radiación ionizante de la vida microbiana. Luego, expusieron seis tipos de bacterias y hongos terrícolas a una superficie marciana simulada, que está congelada y seca, y los golpearon con rayos gamma o protones (para imitar la radiación en el espacio).
“No hay agua que fluya o agua significativa en la atmósfera marciana, por lo que las células y las esporas se secarían”, dijo Hoffman. “También se sabe que la temperatura de la superficie en Marte es más o menos similar al hielo seco, por lo que de hecho está profundamente congelado”.
En última instancia, los investigadores determinaron que algunos microorganismos terrestres podrían sobrevivir en Marte en escalas de tiempo geológicas de cientos de millones de años. De hecho, los científicos descubrieron que un microbio robusto específico, Deinococcus radiodurans (conocido cariñosamente como “Conan the Bacterium”), es particularmente adecuado para sobrevivir a las duras condiciones de Marte. En los nuevos experimentos, Conan la bacteria sobrevivió a cantidades astronómicas de radiación en el ambiente helado y árido, superando con creces a las esporas de Bacillus, que pueden sobrevivir en la Tierra durante millones de años.
Radiación radical
Para probar los efectos de la radiación, el equipo expuso muestras a grandes dosis de radiación gamma y protones, típicas de lo que Marte recibe en el subsuelo cercano, y dosis mucho más pequeñas, que ocurrirían si un microorganismo estuviera profundamente enterrado.
Luego, el equipo de Hoffman en Northwestern utilizó una técnica avanzada de espectroscopia para medir la acumulación de antioxidantes de manganeso en las células de los microorganismos irradiados. Según Hoffman, el tamaño de la dosis de radiación que un microorganismo o sus esporas pueden sobrevivir se correlaciona con la cantidad de antioxidantes de manganeso que contiene. Por lo tanto, más antioxidantes de manganeso significa más resistencia a la radiación y una mayor supervivencia.
En estudios anteriores, investigadores anteriores encontraron que Conan la bacteria, cuando se suspende en líquido, puede sobrevivir a 25,000 unidades de radiación (o “grises”), el equivalente a aproximadamente 1.2 millones de años justo debajo de la superficie de Marte. Pero el nuevo estudio encontró que cuando la abundante bacteria se seca, congela y está profundamente enterrada, lo que sería típico de un entorno marciano, podría resistir 140,000 grises de radiación. Esta dosis es 28.000 veces mayor que lo que mataría a un humano.
Aunque Conan the Bacterium solo pudo sobrevivir durante unas pocas horas en la superficie mientras estaba bañado por luz ultravioleta, su vida útil mejora dramáticamente cuando está sombreado o ubicado directamente debajo de la superficie de Marte. Enterrada a solo 10 centímetros por debajo de la superficie marciana, el período de supervivencia de Conan la bacteria aumenta a 1,5 millones de años. Y, cuando se enterra a 10 metros de profundidad, la bacteria de color calabaza podría sobrevivir la friolera de 280 millones de años.
Mirando hacia futuras misiones
Esta asombrosa hazaña de supervivencia se debe en parte a la estructura genómica de la bacteria, encontraron los investigadores. Sospechados durante mucho tiempo, los investigadores descubrieron que los cromosomas y plásmidos de Conan the Bacterium están unidos entre sí, manteniéndolos en perfecta alineación y listos para su reparación después de una radiación intensa.
Eso significa que si un microbio, similar a Conan the Bacterium, evolucionó durante un tiempo en que el agua fluyó por última vez en Marte, entonces sus restos vivos aún podrían estar latentes en el subsuelo profundo.
“Aunque D. radiodurans enterrado en el subsuelo marciano no pudo sobrevivir latente durante los aproximadamente 2.000 a 2.500 millones de años desde que el agua que fluye desapareció en Marte, tales ambientes marcianos son regularmente alterados y derretidos por impactos de meteoritos”, dijo Daly. “Sugerimos que la fusión periódica podría permitir la repoblación y dispersión intermitentes. Además, si alguna vez existiera vida marciana, incluso si las formas de vida viables no están ahora presentes en Marte, sus macromoléculas y virus sobrevivirían mucho, mucho más tiempo. Eso fortalece la probabilidad de que, si alguna vez evolucionó la vida en Marte, esto se revelará en futuras misiones”.
Referencia: “Effects of deseccation and freezing on microbial ionizing radiation survivability: Considerations for Mars sample-return” 25 de octubre de 2022, Astrobiology. DOI: 10.1089/ast.2022.0065