Sotto il permafrost di Lost Hammer Spring, nell’alto Artico canadese, c’è un ambiente estremamente salato, molto freddo e quasi privo di ossigeno che è molto simile a certe regioni di Marte. Quindi, per capire come potrebbero essere le forme di vita che potrebbero essere esistite – o potrebbero esistere ancora – su Marte, questo è un posto fantastico per farsi un’idea.
Dopo lunghe ricerche in condizioni estremamente difficili, gli scienziati della McGill University hanno scoperto batteri che non erano mai stati identificati prima. Inoltre, hanno ottenuto informazioni sul loro metabolismo utilizzando tecniche genomiche all’avanguardia.
Sviluppare un progetto per rilevare la vita su Marte
Lost Hammer Spring, nel Nunavut nell’alto Artico canadese, è una delle sorgenti terrestri più salate e fredde scoperte fino ad oggi. L’acqua che sale in superficie attraverso 600 metri di permafrost è estremamente salata (~ 24% di salinità), perennemente a temperature sotto lo zero (~-5 ° C) e non contiene quasi ossigeno (<1 ppm di ossigeno disciolto).
Le concentrazioni di sale estremamente elevate impediscono il congelamento della sorgente di Lost Hammer Spring, consentendole di mantenere un habitat di acqua liquida anche a temperature sotto lo zero. Queste condizioni sono analoghe a quelle riscontrabili in alcune regioni di Marte, dove sono stati osservati diffusi depositi di sale e possibili sorgenti salate fredde. Sebbene ricerche precedenti abbiano mostrato prove di batteri in questo tipo di ambiente simile a Marte, questo è stato uno dei pochissimi studi a trovare batteri vivi e attivi.
I batteri prelevati dai sedimenti superficiali vicino a Lost Hammer Spring, in Canada, a circa 900 km a sud del Polo Nord, potrebbero fornire un modello per il tipo di forme di vita che potrebbero essere esistite, o potrebbero esistere ancora, su Marte. Credito: Elisse Magnuson
Per ottenere informazioni sul tipo di forme di vita che potrebbero esistere su Marte, i ricercatori hanno utilizzato strumenti genomici all’avanguardia e metodi di microbiologia unicellulare per identificare e caratterizzare una comunità microbica sconosciuta attiva in questo luogo unico. Trovare i batteri e quindi sequenziare il loro DNA e mRNA non è stato un compito facile. Il team di scienziati della McGill University era guidato da Lyle Whyte del Dipartimento di scienze delle risorse naturali.
Ci vuole una forma di vita insolita per sopravvivere in condizioni difficili
“Ci sono voluti un paio d’anni di lavoro con il sedimento prima che potessimo rilevare con successo le comunità microbiche attive“, spiega Elisse Magnuson, una studentessa di dottorato nel laboratorio di Whyte e il primo autore dell’articolo. “La salsedine dell’ambiente interferisce sia con l’estrazione che con il sequenziamento dei batteri, quindi quando siamo stati in grado di trovare prove di comunità batteriche attive, è stata un’esperienza molto soddisfacente“.
Il team ha isolato e sequenziato il DNA della comunità primaverile, riuscendo a ricostruire i genomi di circa 110 microrganismi, la maggior parte dei quali non è mai stata vista prima. Questi genomi hanno permesso al team di determinare come tali creature sopravvivono e prosperano in questo ambiente estremo unico, fungendo da schemi per potenziali forme di vita in ambienti simili. Attraverso il sequenziamento dell’mRNA, il team è stato in grado di identificare i geni attivi nei genomi e di identificare essenzialmente alcuni batteri molto insoliti che metabolizzano attivamente nell’ambiente primaverile estremo.
Non c’è bisogno di materiale organico per sostenere la vita
“I batteri che abbiamo trovato e descritto a Lost Hammer Spring sono sorprendenti, perché, a differenza di altri microrganismi, non dipendono dal materiale organico o dall’ossigeno per vivere“, aggiunge Whyte. “Invece, sopravvivono mangiando e respirando semplici composti inorganici come metano, solfuri, solfato, monossido di carbonio e anidride carbonica, tutti reperibili su Marte. Possono anche fissare il biossido di carbonio e i gas di azoto dall’atmosfera, il che li rende altamente adattati sia alla sopravvivenza che alla prosperità in ambienti molto estremi sulla Terra e oltre“.
I prossimi passi della ricerca saranno la coltura e la caratterizzazione dei membri più abbondanti e attivi di questo strano ecosistema microbico, per capire meglio perché e come prosperano nel freddissimo, salato, letame della Lost Hammer Spring. I ricercatori sperano che questo, a sua volta, aiuterà nell’interpretazione degli eccitanti ma enigmatici isotopi di zolfo e carbonio che sono stati recentemente ottenuti dal Curiosity Rover della NASA nel cratere Gale su Marte.
Riferimento: “Active lithoautotrophic and methane-oxidizing microbial community in an anoxic, sub-zero, and hypersaline High Arctic spring” di Elisse Magnuson, Ianina Altshuler, Miguel Á. Fernández-Martínez, Ya-Jou Chen, Catherine Maggiori, Jacqueline Goordial e Lyle G. Whyte, 8 aprile 2022, The ISME Journal .
DOI: 10.1038/s41396-022-01233-8