Mars’ta Yaşamı Bulmak İçin Mikropları Sallayın
Mikroskobik yüzen mikropların sallanmasıyla uzaylı yaşamın sırlarını çözebilir miyiz? Dünya’nın her köşesinde bol miktarda bulunan mikroskobik tek hücreli organizmaların “sallanmaları” uzaylı yaşam arayışında yeni bir dönüm noktası olabilir. Bu mikroplar, Dünya’nın biyosferinin her tarafında bulunmaktadır çünkü çoğu, daha büyük, daha karmaşık yaşam formlarına izin vermediği açık olan oldukça zorlu koşullar altında gelişebilmektedir. Ve bu dikkate değer dayanıklılık, astrobiologların onları incelemekten o kadar istekli olmalarının nedenidir. Örneğin, mikroplar Dünya’nın güney kutup buz kapağı altında gömülü bir gölde gelişebiliyorsa, belki de benzer organizmalar Jüpiter’in uydusu Europa’nın gizemli buz kaplı okyanusunda veya Mars’ın yüzeyinin altındaki su dolu bölgelerinde var olabilir. Ancak, yalnızca uzaylı yaşamın böyle yerlerde var olabileceğini göstermek değil, asıl olarak var olduğunu doğrulamak gerekmektedir – bu da ilk olarak varlığını tespit etmeyi gerektirir.
Mikropların Yüzme Yeteneği
Çoğu gezegenlerarası yaşam tespiti deneyi, diğer dünyevi mikropların metabolizmalarının bir yan ürünü olarak oluşturabileceği kimyasal izleyicileri – biyoişaretçileri aramayı içermiştir. Ancak, şimdi, mikropların kendi kendine yönlendirilen hareketi veya motilitesine dayalı yeni bir yaklaşımı kullanmak mümkün olabilir.
Alman astrobiyolog ekibini, motiliteyi kontrol etmek için daha basit, daha maliyet etkin bir yöntem geliştirmeye yönlendiren şey, tarihsel olarak mikrobiyal motiliteyi test etmenin pahalı ve zaman alıcı bir iş olması ve robotik uzay görevlerine dahil edilmeye uygun olmamasıdır.
Mikropların Yönüne Etki Eden Faktörler
Bu çalışmada, araştırmacılar Bacillus subtilis, Pseudoalteromonas haloplanktis ve Haloferax volcanii olmak üzere üç mikrop türüne odaklandılar – hepsi de aşırı sıcaklıklar, basınçlar veya kimyasal koşullarda hayatta kalabilen organizmalar olarak bilinir. Deneyleri basitti: Mikropları bir besin kaynağına doğru yüzerek harekete geçirebilirler miydi? Bu amaçla, mikrop dolu su damlalarını iki bölmeden oluşan bir mikroskopik slaytın bir bölümüne yerleştirdiler. Diğer tarafta, protein sentezi ve hücre çoğalması için kritik olan L-serin ile zengin bir sıvı çözelti bulunmaktaydı. Her mikrop türünü ayrı ayrı üç saatlik deneme çalışmalarında test ettiklerinde, araştırmacılar üç türün de motil ve göçebe hale geldiğini görebildiler: mikroplar, başlangıç bölmesinden L-serin içeren bölmede “kütleler” oluşturmak için yüzmeye başladılar. Bu organizmaların, belirli kimyasalların varlığında veya yokluğunda kaybolma eğilimi, “kemotaksi” olarak adlandırılmaktadır.
Bu deneyde kullanılan organizmaların durumunda, “kemotaksi fikri, mikropların [ve hareket edebilecekleri] onlar için faydalı olabilecek molekülleri hissedebileceği anlamına gelir, özellikle metabolizma için,” diyor çalışmanın baş yazarı olan Berlin Teknik Üniversitesi’nde doktora öğrencisi Max Riekeles. “Özel kurulumumuzla, kemotaksiyi incelemenin görsel ve hesaplamalı yönlerini daha basit hale getirmek istedik.”
Geçmişte mikrobiyal motiliteyi teşvik etmek ve izlemek için kemotaksiye dayalı yöntemlerin zorluklarından biri, “güvenilir, istikrarlı ve öngörülebilir kimyasal gradyanlar oluşturmanın zor olmasıdır,” diyor NASA’nın Jet İtki Laboratuvarı’ndan astrobiyolog Christian Lindensmith. Ayrıca, “motiliteyi izlemek zor çünkü mikroskopların küçük bir görüş alanı var” ve mikroplar, termal karışım ve inertial sürüklenme gibi tamamen dışsal nedenlerle hareket edebilir. “Bu, gerçekten zorlu bir durum – sanki mikroskobik bir hayvanat bahçesi işletiyorsunuz gibi,” diye ekliyor.
Bu zorlukları büyük ölçüde azaltmak için iki bölmeli mikroskopik slaytın iki bölmesini ayıran bir jel zar hayati önem taşımıştır. Bu yarı geçirgen jel, organizmaların bir taraftan hızla geçmesine izin verirken L-serin’in diğer tarafa sızmasını yavaşlattı – böylece mikropların hareket etme motivasyonunu sürdürdü. Bu kurulum, mikropların içeri girdikten sonra onları L-serin tarafında tutan bir bariyer olduğundan, mikropların motilitesini ayırt etmeyi çok daha kolay hale getirmiştir.
Bu teknik ilerlemeler gelecekteki yaşam arayışı uzay görevleri için büyük fayda sağlayabilir. Riekeles’in bir sonraki zorluğu, bu tekniği yeni ve daha kapsamlı deneylerle daha da geliştirmenin yanı sıra, “farklı mikroplar ve amino asitlerle mühendislik ve test etme” konusudur.
“Astrobiyolojinin hedeflerinden biri, [diğer dünyalarda] mikroorganizmaları bulmaya gitmek, ancak bu arada bizim Dünya’da yapabileceğimiz çok şey var ki, bu bize büyük bir içgörü sağlayacak,” diyor Nadeau. Ve bu yeni mikrobiyal sıralama yöntemi, gelecekteki çabalar için temel oluşturacak basit ama kritik bir çalışmanın harika bir örneğidir.
“Uzayda neyin olacağını bilmiyorsunuz,” diyor Lindensmith – bu nedenle, yaşamı incelemek için araçlarınızı ve tekniklerinizi çeşitlendirmek, kendi gezegenimizde yaşamı dikkatlice incelemeye yönelik önemli bir ilk adımdır. “Diğer gezegenlerde anlamlı şekilde yapmadan önce, tüm bunları Dünya’da yapabilmeliyiz.”
