211service.com
Mikrobiel brændselscelle kunne detektere ikke-kulstofbaseret liv, siger fysikere
Hvis der findes liv på andre planeter eller måner i solsystemet, hvilken slags eksperiment skal vi så sende for at opdage det?
Det viser sig at være et vanskeligt problem. I 1970'erne bar NASAs vikingesonder tre eksperimenter til Mars, som var specielt designet til at lede efter liv. Til alles forbløffelse sendte disse eksperimenter positive resultater tilbage.
Men festlighederne blev hurtigt sure, da videnskabsmænd besluttede at afvise resultaterne med den begrundelse, at de ikke var forårsaget af liv, men af det stærkt oxiderende miljø på Mars. Resultatet var en falsk positiv (selvom ikke alle er enige om dette).
Siden da har ingen sonde gennemført et eksperiment for at opdage liv. I stedet har vægten været på at indsamle beviser om de forhold, hvorunder mikrobielt liv kan trives.
I dag foreslår Ximena Abrevaya og venner ved universitetet i Buenos Aires i Argentina en løsning på dette problem. De siger, at en mikrobiel brændselscelle kan opdage liv på en måde, der er fuldstændig uafhængig af dens kemiske sammensætning. Den eneste antagelse er, at den pågældende livsform skal tage kemisk energi fra miljøet og bruge den til at drive livets processer, med andre ord at den skal metaboliseres.
Abrevaya og co har testet netop sådan en brændselscelle, som de siger kan klare opgaven. Deres enhed består af en anode og en katode adskilt af en membran, hvorigennem protoner kan passere. anoden er indlejret i mediet, der undersøges, såsom Marsjord.
Tanken er, at de metaboliske processer, uanset hvor de har udviklet sig, skal afhænge af redoxreaktioner, der genererer elektroner og protoner. Anoden i brændselscellen fanger elektronerne, der genereres i denne proces, mens protonerne passerer gennem membranen og fuldender kredsløbet. Så mængden af strøm, der løber, er en direkte indikator for mængden af tilstedeværende liv.
Det argentinske hold testede enheden ved at sammenligne resultaterne, den producerer fra livholdig jord, med den samme jord, efter at den er blevet steriliseret. Og de har gjort det med skabninger, der repræsenterer archaea, bakterier og eukarya, livets tre domæner.
Af særlig interesse er den archea, de testede – Natrialba magadii, en mikroorganisme isoleret fra Magadii-søen i Kenya, der overlever under forhold med ekstrem saltholdighed, som dem der kan eksistere på Mars og andre steder.
Holdet siger, at resultaterne var positive. Effekten og strømtætheden var meget højere, når anoden blev indlejret i jordprøver, der indeholdt liv sammenlignet med prøver, der var blevet steriliseret, siger de.
Det gør mikrobielle brændselsceller til en interessant kandidat til exolife-eksperimenter. En Mars-lander med en mikrobiel brændselscelle ville simpelthen tage to prøver af jord, sterilisere en af dem ved at opvarme den og derefter teste begge.
Det fede ved denne tilgang er, at livet ikke engang behøver at være kulstofbaseret. I modsætning til vikingeeksperimenterne kræver vores metode ikke eksistensen af et kulstofbaseret liv, siger argentinerne
Hvad det argentinske hold ikke diskuterer i dette papir, er de forhold, der dog kunne give falske positiver. Det er muligt, at opvarmning af en ellers steril jordprøve kan ændre dens kemi på en måde, der reducerer den kraft, der strømmer gennem brændselscellen. Bare hvordan man kan eliminere denne form for falsk positiv vil kræve mere arbejde.
I mellemtiden er den måske bedste måde at finde beviser for mikrobielt liv på andre planeter at studere atmosfærens sammensætning, som påpeget af James Lovelock i 1960'erne. Hans idé er, at enhver mikroorganisme over hundreder af millioner af år vil ændre atmosfæren på sin planet.
Dette skulle skabe en atmosfære med en karakteristisk kemisk signatur, der er langt ud over almindelige termodynamiske forventninger. Dette er bestemt sandt på Jorden: Ilten og metanen i vores atmosfære er et sikkert tegn på det liv, der har produceret det.
Lovelock siger, at så snart han så de første kemiske analyser af Mars-atmosfæren, som viste, at det er 95 % kuldioxid, vidste han, at det ikke kunne være skabt af liv.
Hvilket betyder, at det bedste sted at teste et exolife-eksperiment med mikrobiel brændselscelle er et helt andet sted. Titan, nogen?
Ref: arxiv.org/abs/1006.1585 : Mikrobielle brændselsceller anvendt til metabolisk-baseret påvisning af udenjordisk liv