Att upptäcka biomarkörer i glaciala sjöar på jorden kan bana väg för astrobiologer att upptäcka bevis för liv i andra världar, och också reda ut egenskaperna hos de miljöer där livet levde.

Högt i Anderna i Chile, oavbruten ultraviolett (UV) strålning spränger det näringsfattiga vattnet i Laguna Negra och Lo Encañado, två sjöar som matas av snabbt smältande glaciärer. I denna fientliga och avlägsna miljö, forskare prövar teknik för livsdetektering för att se om vi kan använda den på andra planeter.

Att förstå dessa sjösystem hjälper forskare att tolka biomarkörer i gamla sjöar både på jorden eller andra planeter. Även om organismerna själva länge är döda, spåren och deras dödshistoria är kodade i de biomolekyler som strömmar sjöarnas sediment.

Konsekvenserna av dessa biomolekyler sträcker sig långt bortom gränserna för dessa sjöar:de kan hjälpa forskare att återskapa den evolutionära historien om utomjordiskt liv. Forskarnas fynd beskrevs i en ny artikel i Astrobiology.

"När en mikrobe dör, olika fysiokemiska faktorer - såsom luftfuktighet, temperatur, syre, eller närvaron av metaller - påverka nedbrytningen eller kemisk förändring av dess strukturer och molekylkomponenter, "säger huvudförfattaren Victor Parro, baserat på Centro de Astrobiología, i Madrid, Spanien.

Vissa biomarkörer är kännetecknande för vissa grupper av mikrober och till och med särskilda metabolism, han säger. "Av denna information är det möjligt att utläsa hur miljön där de utvecklades var."

Krater sjöar

I Anderna, detta kan berätta om bergets paleoklimat och deras snabbt upptinande glaciärer. Men det kan möjligen avslöja andra världars geokemiska och atmosfäriska historier, som Mars och Saturns måne Titan.

"Dessa sjöar på hög höjd i Anderna är intressanta för astrobiologi eftersom de utsätts för höga nivåer av ultraviolett strålning, "säger Lewis Dartnell, en astrobiolog vid University of Westminster, i London, som inte var inblandad i forskningen. "Att förstå hur mikrobiellt liv i sjön klarar dessa UV -nivåer är viktigt för sökandet efter liv bortom jorden - på Mars, till exempel, där man tror att det en gång har funnits kratersjöar men också mycket höga UV -nivåer. "

Forskarna använde ett Life Detector Chip (LDChip) för att jaga dessa livsfragment. Ett LDChip är en biosensor som kan upptäcka förekomsten av liv (ny eller gammal) från proteinfragment och andra biomolekyler.

"Ett LDChip behöver inte hela levande mikrober, det behöver bara biologiskt material, oavsett om den är levande eller död, ny eller gammal, fria eller som en del av stora polymerer eller till och med organo-mineralpartiklar [som är mineraliska biprodukter av liv], "Parro säger. Chippet behöver mellan fyra och tio aminosyror för att identifiera proteinet eller familjen av proteiner som aminosyrorna kom från.

Testar livet på plats

LDChip är kärnan i de spanska tecknen på livdetektor (SOLID), ett instrument som kan likvidera upp till två gram fast sten, jord eller is, som sedan kan screenas för biopolymerer.

Viktigt, särskilt när det ses genom astrobiologins lins, den kan testa livet på plats.

Forskare kan behandla dessa extrema miljöer som ombud för avlägsna och hårda förhållanden på andra planeter, så att de kan testa sina teorier och tekniker på jorden. Astrobiologer ser ofta Laguna Negra som en stand-in för Titans sjöar.

Förstå vatten, glaciärer och is är en grundläggande del av astrobiologin. "Is och glaciärer var och är vanliga i andra planetkroppar, som Mars, och de måste ha spelat en kritisk roll i hydrogeologin hos dessa planeter, bildandet och beteendet hos gamla sjöar, liksom i utvecklingen och utvecklingen av potentiell marsmikrobiologi, säger Parro.

I deras studie, Parros team undersökte sjöarnas grunda sediment. De rapporterade närvaron av sulfatreducerande bakterier, metanogen (metanproducerande) archaea, och exopolymeriska ämnen (polymerer, som biofilm, utsöndras av organismer) från Gammaproteobacteria.

Bevis på liv

Don Cowan, professor i mikrobiell ekologi vid University of Pretoria, i Sydafrika, säger att deras närvaro är föga förvånande och "precis vad man kan förvänta sig i ett glacial sjö -sediment".

Frågade om de var betydande biomarkörer, han säger att "Alla är viktiga, i allmän mening, i den identifieringen av någon av dessa biomarkörer (som är exempel på många möjliga biomarkörer) i ett "astrobiologiskt" prov, som från Mars, skulle vara ett definitivt bevis på livet. "

Ett bibliotek med biomarkörer är nästa steg i Parros forskning. "Vi behöver ytterligare studier och förståelse för vilka biomarkörer vi kan förvänta oss att hitta i olika planetmiljöer, "säger han. Det handlar om att identifiera de mest universella, upptäcka hur de bevaras och hur de reagerar på strålning och andra miljöförhållanden, och sedan använda den informationen för att finslipa sina tester för närvaro av liv.

Slutspelet är att se SOLID -instrumentet med sitt LDChip på extraplanetära uppdrag för att testa för biomarkörer eller hjälpa astronauter vid upptäckt av biologiska faror. Tills dess, forskarna planerar att distribuera det i så många markbundna miljöer som de kan, från extrema miljöer till veterinärsektorn, Säger Parro.

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av NASA:s Astrobiology Magazine. Utforska jorden och mer på www.astrobio.net.