Danau vulkanik yang sangat keras menunjukkan bagaimana kehidupan mungkin ada di Mars

Beberapa mikroba spesialis bertahan dalam kondisi yang serupa dengan sejarah awal Mars, lapor sebuah publikasi baru di Perbatasan dalam Astronomi dan Ilmu Luar Angkasa—dan ini mungkin berkat berbagai adaptasi. Danau kawah hidrotermal dari gunung berapi Poás di Kosta Rika adalah salah satu habitat yang paling tidak bersahabat di planet ini.

Airnya sangat asam, penuh dengan logam beracun dan suhu berkisar dari nyaman hingga mendidih. Selain itu, ‘letusan freatik’ yang berulang menyebabkan ledakan uap, abu, dan batu secara tiba-tiba. Terlepas dari letusan mematikan seperti itu, lingkungan hidrotermal mungkin merupakan tempat bentuk kehidupan paling awal dimulai di Bumi—dan berpotensi juga di Mars, jika memang ada kehidupan.

Selain menemukan bagaimana kehidupan dapat bertahan dalam kondisi yang keras ini, mempelajari mikroba ini memberikan petunjuk tentang apakah dan bagaimana kehidupan mungkin ada di Mars. “Salah satu temuan utama kami adalah, di dalam danau vulkanik yang ekstrem ini, kami mendeteksi hanya beberapa jenis mikroorganisme, namun banyak cara potensial bagi mereka untuk bertahan hidup,” kata penulis pertama Justin Wang, seorang mahasiswa pascasarjana di University of Colorado. Boulder, di Amerika Serikat. “Kami percaya mereka melakukan ini dengan bertahan hidup di pinggiran danau ketika letusan terjadi. Ini adalah ketika memiliki gen yang relatif luas akan berguna.”

Kolaborasi interdisipliner saat ini menindaklanjuti pekerjaan sebelumnya dari 2013. Saat itu, para peneliti menemukan bahwa hanya ada satu spesies mikroba yang berasal dari genus Acidiphilium di danau vulkanik Poás. Tidak mengherankan, jenis bakteri ini umumnya ditemukan di saluran air asam tambang dan sistem hidrotermal, dan mereka diketahui memiliki banyak gen yang beradaptasi dengan lingkungan yang beragam.

Pada tahun-tahun berikutnya, terjadi serangkaian letusan dan tim kembali pada tahun 2017 untuk melihat apakah telah terjadi perubahan keanekaragaman mikroba, serta mempelajari proses biokimia organisme secara lebih komprehensif. Karya terbaru ini menunjukkan bahwa ada sedikit lebih banyak keanekaragaman hayati, tetapi masih didominasi oleh bakteri Acidiphilium.

Melalui pengurutan DNA organisme dalam sampel danau, tim mengkonfirmasi bahwa bakteri memiliki berbagai kemampuan biokimia yang berpotensi membantu mereka mentolerir kondisi ekstrem dan dinamis. Ini termasuk jalur untuk menciptakan energi menggunakan belerang, besi, arsenik, fiksasi karbon (seperti tanaman), baik gula sederhana maupun kompleks dan butiran bioplastik (yang dapat dibuat dan digunakan mikroorganisme sebagai energi dan cadangan karbon selama stres atau kelaparan).

“Kami mengharapkan banyak gen yang kami temukan, tetapi kami tidak mengharapkan sebanyak ini mengingat keanekaragaman hayati danau yang rendah,” kata Wang. “Ini cukup mengejutkan, tetapi benar-benar elegan. Masuk akal jika beginilah cara hidup beradaptasi dengan tinggal di kawah gunung berapi yang aktif. Danau.”

Terlepas dari lingkungan yang sering mematikan, sistem hidrotermal menyediakan sebagian besar bahan utama untuk evolusi kehidupan, termasuk panas, air, dan energi. Inilah sebabnya mengapa teori terkemuka untuk Bumi dan Mars fokus pada lokasi ini. Sejauh ini, upaya sebelumnya dalam mencari kehidupan di Mars telah difokuskan pada aliran sungai atau delta sungai, tetapi penulis menyarankan bahwa lebih banyak perhatian harus diberikan ke situs mata air panas masa lalu (yang ada di Mars selama miliaran tahun).

“Penelitian kami menyediakan kerangka kerja tentang bagaimana ‘kehidupan di bumi’ bisa ada di lingkungan hidrotermal di Mars,” jelas Wang. “Tetapi apakah kehidupan pernah ada di Mars dan apakah itu menyerupai mikroorganisme yang kita miliki di sini masih menjadi pertanyaan besar. Kami berharap penelitian kami mengarahkan percakapan untuk memprioritaskan pencarian tanda-tanda kehidupan di lingkungan ini, misalnya ada beberapa target bagus di tepi kawah Jezero Crater, di mana rover Perseverance berada sekarang.”