Welche Art von Gestein oder Boden auf dem Mars gibt den Cyanobakterien der Nostoc Commune die besten Überlebenschancen?

Gemeinde NostocFoto von YAMAMAYA

Cyanobakterien sind eine Gruppe photosynthetischer Bakterien, die die Energie des Lichts nutzen, um organische Verbindungen aus Kohlendioxid zu synthetisieren und auf diese Weise Sauerstoff zu produzieren.

Nostoc Commune ist eine Spezies von Cyanobakterien, gebräuchliche Namen sind Sterngelee und Fah-Tsai. Es ist eine koloniale Art, die mit anderen Kolonien, die in der Nähe wachsen, eine gallertartige Masse bildet, und ihre Zellen haben weder einen Zellkern noch ein inneres Membransystem, und zwischen den gewöhnlichen Zellen treten stickstofffixierende Zellen auf.

Nostoc Commune ist in vielen Ländern der Welt zu finden und kann unter extremen Bedingungen in Polarregionen und Trockengebieten überleben. Die Zellen enthalten auch Pigmente, die ultraviolette Strahlung absorbieren, wodurch sie an Orten mit hoher Strahlung überleben können.

Unter widrigen Bedingungen kann Nostoc Commune über einen längeren Zeitraum inaktiv bleiben und wiederbelebt werden, wenn sich die Bedingungen verbessern und Wasser verfügbar wird. Die ausgetrocknete Kolonie ist resistent gegen Hitze und gegen wiederholte Einfrier- und Auftaumuster, und es wurde festgestellt, dass extrazelluläre Polysaccharide für ihre Stresstoleranz und Erholungsfähigkeit von entscheidender Bedeutung sind.

Im Jahr 2012 fanden Forscher einige Flechten und Cyanobakterien, die robust genug waren, um die Bedingungen auf der Marsoberfläche zu überleben.

Wie alle Mikroorganismen benötigt Nostoc Commune die Spurenelemente wie K (Kalium), Mg (Magnesium), S (Schwefel), P (Phosphor) und Fe (Eisen) zum Leben, damit der Stein oder Boden, auf dem es sich befindet, sie unterstützen muss es mit diesen Elementen, obwohl es essentiellen Stickstoff aus der Atmosphäre binden kann. Stickstoff wurde auch als Teil von Nitrat in Sedimenten auf dem Mars gefunden .

Aber auch die Porosität der Gesteinsoberfläche könnte eine wichtige Rolle dabei spielen, die rauen Bedingungen auf dem Mars zu überstehen. Nostoc Commune bildet eine gallertartige Masse oder einen Biofilm, der Poren in Gesteinen bedecken könnte, die den produzierten Sauerstoff aufnehmen und auf diese Weise einen Mikrohabitat schaffen könnten. Außerdem erhöht der Biofilm, der die Oberfläche des Gesteins bedeckt, die Möglichkeit, abgelagerten Wasserdampf aus der Atmosphäre zu sammeln.

Poröses Gestein

Bild der Ausdauer

Screenshots von Bildern, die vom Perseverance-Rover auf Sol 240 mit der Mastcam-Z-Kamera aufgenommen wurden, Beispiele für poröses Gestein.
(Klicken Sie auf die Bilder und dann noch einmal, um sie näher zu betrachten)

Meine Frage ist nun, welche Art von Felsen oder Böden auf dem Mars am besten geeignet sind, damit die Nostoc-Kommune überleben kann?

Diese Frage könnte in SE Biology besser beantwortet werden. Die Leute dort haben vielleicht eine bessere Vorstellung von den besten Lebensräumen (Boden- und Gesteinsarten) für die Nostoc-Gemeinde - dh Fe-reich/arm, salzig, alkalisch, sauer, bevorzugte Metalle in Gesteinen, toxische Metalle mit Gesteinen.
@Fred Meine Frage betrifft nicht die besten Lebensräume für die Nostoc-Gemeinde, sondern die besten verfügbaren Felsen und Böden auf dem Mars, um der Nostoc-Gemeinde zu helfen, dort zu überleben. Aber dank Ihres Kommentars habe ich einige nützliche Bearbeitungen vorgenommen.
Selbst wenn eine Art Gestein gefunden wird, das diesen Bakterien eine gute Überlebenschance gibt, sind sie ohne flüssiges Wasser inaktiv. Der Dampfdruck von flüssigem Wasser ist jedoch höher als der atmosphärische Druck. Daher wird alles flüssige Wasser als Dampf verschwinden. Die Porosität des Gesteins verlangsamt die Verdampfung nur ein wenig.
@Uwe Meine Idee ist, dass die gallertartige Masse der Kolonie den Felsen bedeckt und so das Verschwinden des Wassers zumindest teilweise verhindern kann. Auch könnte Wasser in der gelatineartigen Masse gespeichert werden.
Aufgrund der Menge an allgegenwärtigen Perchloraten im Mars-Regolith müsste der Stamm der Cyanobakterien sorgfältig ausgewählt werden.
Es scheint, dass Nostoc auf grobem, gut entwässertem Kies und Kalkstein gut funktioniert . Alkalische Bedingungen scheinen auch vorzuziehen zu sein - pH-Wert größer als 10.
@Fred Interessante Links! In einer anderen Frage zu Nostoc auf dem Mars (insbesondere scheint mir diese spezielle Art attraktiv zu sein) habe ich bereits auf die bevorzugten Alkalibedingungen und auch auf den letzten von Ihnen erwähnten Link verwiesen. Ich würde wirklich gerne wissen, warum Nostoc kein guter Kandidat für das Vorhandensein von Perchlorat wäre. Ist es nicht erstaunlich, dass es flüssiges Helium (-269⁰C) verträgt?

Antworten (1)

Auf dem Mars kann es natürlich nicht überleben

So wie Menschen Pflanzen zum Leben brauchen, brauchen Pflanzen eine Vielzahl anderer Organismen und Nährstoffe, um zu leben.

Ihre Pflanze benötigt wie die meisten Pflanzen Nitrate oder zumindest gasförmigen Stickstoff. Die Atmosphäre des Mars enthält weniger als 2 % Stickstoff (während unsere über 70 %) enthält, und der Boden enthält keine Verbindungen, die ich im Marsboden finden kann . Allein aus diesem Grund wird es sterben.

Denken Sie daran, dass die Atmosphäre des Mars dünner und kälter ist als unsere. Sicher, diese Pflanze kann einige raue Bedingungen überstehen, aber wir sprechen von einer täglichen Erwärmung, gefolgt von starkem Frost, kombiniert mit fast wüstentrockenen Bedingungen. Während diese Pflanze in der Lage sein kann, diese Bedingungen zu überleben, behauptet sie nicht, dass sie unter ihnen gedeihen kann, wenn sie könnte, wäre die Sahara mit ihnen bedeckt.

Der Druck ist ein weiterer Faktor. Pflanzen arbeiten durch den Austausch von Gasen und Wasser wird in ihnen verwendet, um Nährstoffe zu verteilen. Bei dieser Temperatur und diesem Druck verdampft Wasser ziemlich schnell.

Von Google:

-der Luftdruck am Mt. Everest (wo keine Pflanzen wachsen) beträgt 33,7 Kilopascal

-Der Luftdruck auf dem Mars beträgt 600 Pascal

Kurz gesagt, diese Pflanze wird es nicht schaffen.

Pflanzen wachsen auch nicht in niedrigeren Höhen als am Mount Everest, aber der Grund ist nicht der niedrige Druck, sondern die ganzjährige Eis- und Schneedecke.
Das Eis und der Schnee sind ein Grund dafür, ebenso die Temperatur. Aber zu sagen, dass Druck kein Grund ist, ist falsch. Zum Glück hat die Biologie SE einen Beitrag biology.stackexchange.com/questions/1242/…
@anon Gefäßpflanzen würden sterben, Flechten jedoch nicht in diesem Beitrag. Außerdem habe ich einen Satz in meiner Frage geändert, der deutlich macht, dass Forscher herausgefunden haben, dass auch Cyanobakterien Bedingungen wie die auf dem Mars überlebt haben.
@anon Ich habe meiner Frage einen Satz hinzugefügt, der deutlich macht, dass Nitrate im Marsboden gefunden wurden.
Nun, das ist ein interessantes Experiment, aber das beweist nicht unbedingt, dass diese Spezies oder die unbekannte Spezies in diesem Experiment auf dem Mars überleben wird. Es gibt eine Welt voller Unterschiede zwischen dem, was im Labor durchgeführt wird, und der realen Welt. Eine Sache ist, dass das Experiment Marsstaubstürme nicht berücksichtigte. Für eine Pflanze, die im Sand vergraben wird, ist das ein Todesurteil, ganz zu schweigen davon, dass das Bild feuchter aussah, als ich glauben kann.
Der äquatoriale Mars ist wie eine Kreuzung aus Sahara, Mt. Everest und Arktis, alles in einem. Für mich zu glauben, dass einige Arten aus unserer Welt dort gedeihen könnten, würde bedeuten, dass sie hier gedeihen könnten. Obwohl es an diesen Orten etwas Leben gibt, blühen sie nicht. Als ob diese Orte mit etwas bedeckt sein sollten, wenn sie auf dem Mars gedeihen könnten.
Welche Art von Gestein oder Boden auf dem Mars gibt den Cyanobakterien der Nostoc Commune die besten Überlebenschancen?
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