Je leest:

Rode, Dode Planeet

Rode, Dode Planeet

Auteur: | 12 januari 2006

Onze buurplaneet Mars is een slechte thuishaven voor leven. Dat zegt ir. Inge ten Kate in haar proefschrift Organics on Mars. De promovenda liet zien dat de ultraviolette straling en lage temperatuur van Mars organische moleculen snel om zeep helpen. Ook geharde bacteriën maken nauwelijks kans op onze buurplaneet.

Immigrerend leven genoeg op Mars. Via stofdeeltjes en meteoren landen organische moleculen uit de ruimte op onze buurplaneet, naar schatting een miljoen kilo per jaar. Maar waar blijven die aminozuren en andere levensbouwstenen? Landers als Viking 1 en 2 konden er eind jaren ‘70 geen spoor van vinden. Inge ten Kate simuleerde Mars’ ultraviolette straling en ijle, ijskoude atmosfeer in het lab. Al na een paar dagen leggen aminozuren én geharde bacteriën in haar opstelling het loodje. Ten Kate: “de omstandigheden aan het oppervlak van Mars zijn niet geschikt voor leven”.

Opname van de krater Endurance op Mars, vlakbij de landingsplek van NASA’s Mars Rover Opportunity. Door de inslag van een meteoor zijn hier bedolven aardlagen blootgelegd. Opportunity en zijn collega-Rover Spirit hebben in zulk oud gesteente mineralen gevonden die alleen in de aanwezigheid van water ontstaan. Het lijkt erop dat Mars ooit in zijn verleden stromend water heeft gekend. bron: NASA / JPL / Cornell University. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Dunne lucht

Ze noemen ’m wel een broertje van de aarde, maar op Mars kun je niet zonder bescherming rondlopen. De luchtdruk is er maar één vijftigste van de druk bovenop Mount Everest – en daar heeft een normaal mens al zuurstoftanks nodig. Mars kent door zijn ijle lucht geen broeikaseffect en de temperatuur is er gemiddeld 55 graden onder nul. In de winter zakt de temperatuur aan de polen tot 133 graden onder nul, de evenaar kent in de zomerzon weer een temperatuur van 27 boven het vriespunt.

Het dodelijkste effect van de ijle Marslucht is de ontbrekende ozonlaag. Op aarde beschermt die laag ozonmoleculen het aardoppervlak tegen schadelijke UV-straling van de zon. UV-straling is zo gevaarlijk omdat het open plekken slaat in de elektronenwolk rond moleculen. Dat zet allerlei chemische reacties in werking die het molecuul aantasten. DNA, net als de aminozuren waaruit het is opgebouwd, zijn kwetsbaar voor UV-straling – die kan dus rommelen in de genetische code. Bij mensen kan overmatig zonnen bijvoorbeeld huidkanker veroorzaken.

DNA bestaat uit twee strengen van aaneengeschakelde moleculen ( basen). Normaal zijn basen van de ene streng als de sporten van een ladder verbonden met basen van de andere. UV-straling verbreekt die normale banden knoopt naburige basen van dezelfde streng aan elkaar. Door die vervorming kan de celmachinerie de DNA-streng niet meer fatsoenlijk aflezen en ontstaan er kopieerfouten in de genetische code. bron: David Herring / NASA Earth Observatory

Om uit te zoeken hoe vijandig Mars is voor leven en organische moleculen als aminozuren bouwde Ten Kate een stukje Mars na op aarde. In het laboratorium van de Universiteit Leiden zorgde ze voor temperaturen ver onder nul, verlaagde luchtdruk en UV-straling. Ten Kate gebruikte in de simulator aarde van de Hawaiiaanse vulkanen Mauna Loa en Mauna Kea en uit het Deense Jutland, die qua samenstelling lijkt op Marsgrond. De slachtoffers: de twee aminozuren Glycine en D-alanine én een speciale bacteriestam.

Glycine (links) en alanine (rechts) zijn allebei aminozuren, organische moleculen die ook in ons eigen lichaam voorkomen. Daar worden ze gemaakt op basis van informatie in het DNA, de genetische code. Aminozuren zijn op hun beurt weer de bouwstenen van grote eiwitten. In dit plaatje zijn groene bollen koolstofatomen, rode bollen stellen zuurstof voor en blauwe stikstof. Witte bolletjes zijn waterstofatomen. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Afbraak

Mars is volgens Ten Kate’s onderzoek geen prettige omgeving. Glycine en D-alanine vallen in het intense UV-licht zo snel uit elkaar, dat de hoeveelheid elke 36 tot 250 uur (in verschillende omstandigheden) halveert. Aminozuren die Mars vanuit de ruimte bereiken worden dus in een paar weken tijd uitgedund. Toch overleeft er altijd wel íets: Ten Kate denkt dat toekomstige Marslanders als het Amerikaanse Mars Science Laboratory en de Europese robot ExoMars gevoelig genoeg zijn om aminozuren op te sporen, als die tenminste minder dan 10 miljoen jaar geleden zijn neergekomen.

Artist’s concept. NASA’s Mars Science Laboratory (links) is een grotere versie van de tweeling-rovers Spirit en Opportunity (rechts) die sinds 2004 op Mars rondrijden. De robot moet in 2009 naar Mars vertrekken en daar onderzoeken of Mars vroeger én nu levensvatbaar is voor microbacterieën. bron: NASA

Aangepast aan extreme omstandigheden

Naast aminozuren stelde Ten Kate ook geharde aardse bacteriën bloot aan de Marssimulator. Mars kende volgens wetenschappers ooit stromend water, dat ondertussen is verdampt. Achterblijvend water hoort bij verdamping steeds zouter te worden, net als in de oceanen op aarde. Als er ooit een bacterie op Mars is ontstaan, moet die tijdens de verzilting geleerd hebben te overleven in extreem zout water.

Op aarde kennen we zulke extremofiele bacteriën, die zich kiplekker voelen in zwavelhoudend water, een kokendhete omgeving of inderdaad een superzout poeltje brijn. Ten Kate koos de halofiel (fan van zoute omgeving) Natronorubrum als proefkonijn. Niet alleen kan die goed tegen zout, de bacterie zou "bestand zijn tegen een bepaalde mate van uitdrogen, en kan zo langere periodes van droogte overleven, bijvoorbeeld in aardse zoutmeren ".

Helaas legde ook Natrorubrum het loodje in de nagebootste Marsomstandigheden. Vreemd genoeg kunnen de bacteriën beter tegen de UV-straling als ze eerst zijn uitgedroogd. UV-straling maakt namelijk hevig reagerende zuurstofradicalen uit water in de cel en erbuiten, dus hoe minder water, hoe minder schade. Nadeel is wel, dat de uitgedroogde cellen zich niet voortplanten en dus in de loop der tijd alsnog het loodje leggen. Aan het Marsoppervlak kunnen aardse halofielen niet overleven, maar dieper in de Marsbodem misschien wel. Of Mars inheemse bacteriën kent die onder het oppervlak overwinteren, is onzeker.

Extremofielen

Natte buurplaneet

Buitenaards leven

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 12 januari 2006

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.