Överlevnadsknep som antagits av mikrober som kallas hypolitiska cyanobakterier, som finns under kvartsstenar i jordens öknar, kan peka på hur mikrobiellt liv på Mars kan leva, säger forskare.

Ingenting rör sig i McMurdo Dry Valleys i Antarktis. Den gnistrande solen slår ner på de klippiga dalarna som ligger inbäddat mellan snötäckta berg. Ett fotavtryck kan pågå i årtionden eftersom det aldrig regnar i dessa dalar. Det är en av de mest ogästvänliga platserna på jorden, ändå kan den hålla hemligheten bakom liv på andra planeter.

"Mars yta är en extrem, kall öken, och så ett första steg i att försöka identifiera spår av tidigare eller nuvarande liv på Mars är att identifiera vad vi vet lever i liknande miljöer här på jorden, "Steve pekar, professor i miljöstudier och vetenskapschef vid Yale–US College i Singapore, berättar Astrobiology Magazine. "En av de bästa analogerna är McMurdo Dry Valleys of Antarctica."

Under kvartsklipporna som skräpar dessa dalar, små samhällen av bakterier försörjer sig. Dessa cyanobakterier, som kan omvandla solljus till energi, kallas hypoliter och har anpassat sig till förhållanden som är för hårda för de flesta andra organismer. Kända som extremofiler, dessa bakterier skissar på de yttre gränserna vid vilka liv kan existera och finns i öknar runt om i världen.

I en artikel som publicerades förra året i tidskriften Frontiers of Microbiology, Pointing och hans kollegor tog prov på hypolitiska cyanobakterier från öknar på var och en av världens kontinenter. De fann att ökenförhållandena är tillräckligt varierande för att vissa släkten av cyanobakterier frodas i vissa öknar, men inte i andra. Vissa öknar, till exempel, har sällsynt, extrema regn, medan andra har konsekvent dimma över natten som introducerar vatten i ekosystemen.

Hypolitiska cyanobakterier upptar en nisch i ökens ekosystem. Kvartsstenen de lever under släpper in ljus, men skyddar dem från ultraviolett ljus. Eftersom de fotosyntetiserar, dessa små gröna bakterier är en viktig källa till biomassa i öknar, vilket gör dem till grunden för ekosystemets näringskedja.

"Om vi ​​kan förstå hur dessa hypolitiska samhällen överlever i dessa hårda miljöer, det kan ge en bild av hur sannolikt vi kan upptäcka liv på andra planeter, " säger Donnabella Lacap-Bugler, en mikrobiolog vid Auckland University of Technology i Nya Zeeland och huvudförfattare på tidningen.

Från den brännande hettan i Death Valley i USA till de iskalla delarna av Antarktis, teamet samlade totalt 64 hypolitiska samhällen för att se om deras sammansättning skilde sig åt mellan öknarna – och det gjorde de.

"Även om cyanobakterier är allestädes närvarande i de hypolitiska samhällena i olika öknar, det finns släkten som är mer dominerande än andra, " säger Lacap-Bugler. "Kalla öknar som Antarktis och tibetanska öknar tenderar att ha ett högre överflöd av trådformiga cyanobakterier, kallas Phormidium."

Phormidium är en typ av cyanobakterier som, under ett mikroskop, ser ut som korta spagettisträngar och som kan utnyttja livsmiljöer som cirkulerar mellan korta perioder som är gynnsamma för tillväxt, och torrperioder som skickar dem till ett inaktivt tillstånd, ungefär som viloläge, tills nästa tillväxtfas börjar. Phormidium gör sig bra på platser som McMurdo Dry Valleys, var länge, torra perioder av extrem kyla följs av varmare faser av spolvatten från issmältning.

I varma öknar, fastän, Chroococcidiopsis är mer rikligt, säger Lacap-Bugler. Denna fotosyntetiserande bakterie liknar en liten brysselkål, och i en gemenskap, de samlas i gröna klumpar. Chroococcidiopsis överlever bakhettan i heta öknar genom att utsöndra vattenabsorberande molekyler som täcker dess celler som ett sätt att hänga på fukt.

"Det är därför Chroococcidiopsis trivs i öknar där dimma eller andra små men regelbundna fuktinsläpp är typiska, "Pekar säger.

Även om dessa bakterier är lämpade för varma öknar på jorden, de är den bättre analogen för livet på Mars, Pekar säger. Mars kan vara väldigt kall, men det saknar en magnetiserad atmosfär för att avvärja solstrålningens angrepp. Chroococcidiopsis strategi för att behålla fukt skyddar den också från höga nivåer av strålning.

"Detta skulle vara en absolut nödvändighet på Mars yta eftersom strålningsnivåerna är höga, " han säger.

Nästa steg i denna forskning är att sekvensera hela genomet av dessa cyanobakteriesamhällen för att belysa de unika gener som gör det möjligt för dem att överleva i sådana extrema miljöer. Pointing säger att det skulle vara intressant att veta det minsta antalet fotoautotrofa arter (de som kan skapa energi från solljus) som behövs för att bilda en oberoende, extremt ökensamhälle. Det skulle berätta för oss hur biologin begränsar utvecklingen av liv på andra världar.