Forscher der kanadischen McGill University haben zum ersten Mal gezeigt, wie vorhandene Technologien verwendet werden können, um Leben auf dem Mars und anderen Planeten direkt zu erfassen. Das Team führte Tests in Kanadas Hocharktis durch, was den Bedingungen des Mars sehr ähnlich ist. Sie zeigten, wie leichtgewichtige, kostengünstige und energiearme Instrumente fremde Mikroorganismen erkennen und sequenzieren können. Sie präsentierten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Frontiers in Microbiology.
Das Zurückbringen von Proben zum Testen in ein Labor ist hier auf der Erde ein zeitaufwändiger Prozess. Fügen Sie die Schwierigkeit hinzu, Proben vom Mars oder von Ganymed oder anderen Welten in unserem Sonnensystem zurückzugeben, und die Suche nach Leben sieht nach einer entmutigenden Aufgabe aus. Die Suche nach Leben anderswo in unserem Sonnensystem ist jedoch ein Hauptziel der heutigen Weltraumwissenschaft. Das Team von McGill wollte zeigen, dass zumindest konzeptionell Proben auf dem Mars oder an anderen Orten vor Ort getestet, sequenziert und gezüchtet werden können. Und es sieht so aus, als hätten sie es geschafft.
Jüngste und aktuelle Missionen zum Mars haben die Eignung des Mars für das Leben untersucht. Aber sie haben nicht die Fähigkeit, das Leben selbst zu suchen. Das letzte Mal, dass eine Mars-Mission entwickelt wurde, um direkt nach Leben zu suchen, war in den 1970er Jahren, als die Viking 1- und 2-Missionen der NASA an der Oberfläche landeten. Es wurde kein Leben entdeckt, aber Jahrzehnte später diskutieren die Menschen immer noch über die Ergebnisse dieser Missionen.
Aber der Mars heizt sich im übertragenen Sinne auf und die Raffinesse der Missionen zum Mars wächst weiter. Da Crew-Missionen zum Mars in nicht allzu ferner Zukunft wahrscheinlich Realität werden, freut sich das Team von McGill darauf, Werkzeuge für die Suche nach Leben dort zu entwickeln. Und sie konzentrierten sich auf Miniatur-, wirtschaftliche und energiesparende Technologie. Ein Großteil der aktuellen Technologie ist zu groß oder zu anspruchsvoll, um für Missionen zum Mars oder zu Orten wie Enceladus oder Europa, beides zukünftige Ziele auf der Suche nach Leben, nützlich zu sein.
„Bis heute sind diese Instrumente massereich, groß und haben einen hohen Energiebedarf. Solche Instrumente sind für Missionen an Orten wie Europa oder Enceladus, für die Lander-Pakete wahrscheinlich stark eingeschränkt sind, völlig ungeeignet. “
Das Forscherteam von McGill, zu dem Professor Lyle Whyte und Dr. Jacqueline Goordial gehören, hat die sogenannte "Life Detection Platform (LDP)" entwickelt. Die Plattform ist modular aufgebaut, sodass je nach Mission verschiedene Instrumente ausgetauscht werden können Anforderungen oder als bessere Instrumente entwickelt werden. Derzeit kann die Life Detection Platform Mikroorganismen aus Bodenproben kultivieren, die mikrobielle Aktivität bewerten und DNA und RNA sequenzieren.
Es gibt bereits Instrumente, die das können, was der LDP kann, aber sie sind sperrig und benötigen mehr Energie für den Betrieb. Sie eignen sich nicht für Missionen zu weit entfernten Zielen wie Enceladus oder Europa, wo unterirdische Ozeane Leben beherbergen könnten. Wie die Autoren in ihrer Studie sagen: „Bis heute sind diese Instrumente massereich, groß und haben einen hohen Energiebedarf. Solche Instrumente sind für Missionen an Orten wie Europa oder Enceladus, für die Lander-Pakete wahrscheinlich stark eingeschränkt sind, völlig ungeeignet. “
Ein wesentlicher Bestandteil des Systems ist ein miniaturisierter, tragbarer DNA-Sequenzer namens Oxford Nanopore MiniON. Das Forscherteam hinter dieser Studie konnte erstmals zeigen, dass der MiniON Proben in extremen und abgelegenen Umgebungen untersuchen kann. Sie zeigten auch, dass es in Kombination mit anderen Instrumenten ein aktives mikrobielles Leben nachweisen kann. Den Forschungen gelang es, mikrobielle Extremophile zu isolieren, mikrobielle Aktivität nachzuweisen und die DNA zu sequenzieren. Sehr beeindruckend.
Dies sind die ersten Tage für die Life Detection Platform. Das System erforderte bei diesen Tests einen praktischen Betrieb. Aber es zeigt Proof of Concept, eine wichtige Phase in jeder technologischen Entwicklung. "Die Menschen mussten einen Großteil der Experimente in dieser Studie durchführen, während Lebenserkennungsmissionen auf anderen Planeten robotergesteuert sein müssen", sagt Dr. Goordial.
"Der Mensch musste einen Großteil der Experimente in dieser Studie durchführen, während Lebenserkennungsmissionen auf anderen Planeten Roboter sein müssen." - Dr. J. Goordial
Das derzeitige System ist hier auf der Erde nützlich. Die gleichen Dinge, die es ihm ermöglichen, Mikroorganismen auf anderen Welten zu suchen und zu sequenzieren, machen es für dieselbe Aufgabe hier auf der Erde geeignet. „Die von unserer Plattform durchgeführten Analysetypen werden normalerweise im Labor durchgeführt, nachdem die Proben vom Feld zurückgeschickt wurden“, sagt Dr. Goordial. Dies macht das System für die Untersuchung von Epidemien in abgelegenen Gebieten oder unter sich schnell ändernden Bedingungen wünschenswert, bei denen der Transport von Proben zu entfernten Labors problematisch sein kann.
Es sind sehr aufregende Zeiten auf der Suche nach Leben in unserem Sonnensystem. Wenn oder wann wir mikrobielles Leben auf dem Mars, Europa, Enceladus oder einer anderen Welt entdecken, wird dies wahrscheinlich robotergesteuert mit Geräten geschehen, die dem LDP ähnlich sind.
