Las bacterias magnetotácticas pueden formar magnetofósiles como nanocristales magnéticos, como se observó en el meteorito marciano ALH84001, que ocupó un lugar especial en el campo de la astrobiología principalmente a principios de los años 90. Si bien el floreciente interés por las bacterias magnetotácticas ha disminuido con el tiempo, un resurgimiento de la formación de magnetosomas ha llevado a un renacimiento de las bacterias magnetotácticas (abreviadas como MTB) en astrobiología.
Los astrobiólogos han detectado que estos MTB viven en ambientes naturalmente extremos con amplios rangos de salinidad, temperatura y pH. Algunas poblaciones de MTB pueden sobrevivir a condiciones extraterrestres extremas simuladas mediante el uso de compuestos inorgánicos simples como sulfato y nitrato. Estos microorganismos son un modelo que representa la vida astrobiológicamente antigua en Marte, si es que alguna vez se produjo la formación de microorganismos magnetotácticos.
En un nuevo informe publicado en The ISME Journal, Jianxun Shen y un equipo de científicos en física terrestre y planetaria, ciencias oceánicas y ecológicas, y ciencias geológicas y planetarias del Instituto de Tecnología de California (EE. UU.), la Universidad de Liverpool (Reino Unido) y China La Academia de Ciencias de China resumió múltiples biofirmas típicas que se pueden aplicar para detectar MTB antiguas en la Tierra, junto con sus contrapartes extraterrestres similares a MTB.
Estas formas de vida pueden transportarse a estaciones espaciales y cámaras de simulación para explorar su potencial de tolerancia y biofirmas distintas para ayudar en la evolución de bacterias magnetotácticas y su potencial como biomarcador extraterrestre.
El origen de las bacterias magnetotácticas y su presencia en Marte.
En 1984, un equipo de investigadores descubrió un meteorito marciano, Allan Hills 84001, en la región de Allan Hills en la Antártida. Luego obtuvieron su potencial actividad biogénica reliquia en 1996. El meteorito contenía partículas microscópicas de carbonita “en forma de disco” incrustadas con magnetitas nanocristalinas con propiedades químicas y físicas similares a las bacterias magnetotácticas (MTB). Shen y sus colegas exploraron las perspectivas de este importante y altamente interdisciplinario campo de bacterias magnetotácticas funcionales en astrobiología.
Los microorganismos están armados con motilidad flagelar para que las células migren a lo largo de las líneas del campo magnético. Los magnetosomas son cristales unidos a una membrana compuestos de cristales de magnetita y greigita. Su origen sugiere que se encuentran entre los procariotas más antiguos de la Tierra.
Las partículas intracelulares de minerales de hierro de los microorganismos tienen una excelente huella en el registro geológico y se conocen como magnetofósiles. Las bacterias magnetotácticas poseen una variedad de fenotipos para sobrevivir en una amplia gama de entornos planetarios análogos. Como el primer tipo de organismos biomineralizantes y magnetosensibles, se supone que las bacterias han coevolucionado en la Tierra Arcaica. Debido a las similitudes entre Marte y la Tierra primitiva, la aparición de vida similar a MTB en Marte es una posibilidad intrigante que requiere más investigación.
Tolerancia al estrés de las bacterias magnetotácticas para sobrevivir a los viajes interplanetarios
Las bacterias magnetotácticas tienen hábitats generalizados donde diferentes cepas muestran sensibilidad a diferentes factores de estrés, nutrientes y niveles de oxígeno. Los microorganismos pueden tolerar aún más ambientes naturales extremos para una alta tolerancia a la salinidad, una tolerancia extrema al pH, una tolerancia extrema a la temperatura y sobrevivir en entornos similares a los de Marte en la Tierra.
Por ejemplo, horas de exposición al entorno del espacio cercano inferior condujeron a la supervivencia de la cepa de tipo salvaje Magnetospirillum gryphiswaldense, para resaltar la capacidad de las bacterias magnetotácticas para sobrevivir a los viajes interplanetarios, llevar vida terrestre a otros cuerpos astronómicos o traer vida extraterrestre. vida desde sus fuentes hasta la Tierra prebiótica.
Soportar entornos extremos simulados
Shen y su equipo exploraron las posibilidades de recrear entornos naturales extremos en el laboratorio, como condiciones simuladas artificialmente para proporcionar información valiosa para regular los factores ambientales. Para probar estos factores, analizaron la tolerancia a la radiación, el campo hipomagnético, los entornos de baja gravedad y el estrés por metales pesados para mostrar la capacidad de las bacterias magnetotácticas para resistir/tolerar entornos ricos en metales pesados y otras condiciones simuladas.
Los científicos utilizaron microestructuras morfológicas o biofirmas de microtexturas para respaldar nuevos hallazgos de nanoestructuras similares a magnetosomas que favorecen la vida de tipo magnetotáctica, al tiempo que preservan los magnetofósiles.
Durante la búsqueda de factores clave en firmas biológicas similares a MTB, estudiaron firmas biológicas morfológicas, firmas biológicas magnéticas, firmas biológicas isotrópicas, firmas biológicas biogeoquímicas y de oligoelementos, así como firmas biológicas de infección por fagos para resaltar el potencial de que los virus hayan coexistido con organismos en la historia de la vida en la Tierra.
Panorama
De esta manera, Jianxun Shen y sus colegas estudiaron extremófilos magnetotácticos para comprender posibles formas de vida en la Tierra primitiva y otros cuerpos astronómicos con fuertes campos magnéticos y entornos acuáticos. Para comprender el papel de las bacterias magnetotácticas, el equipo las exploró en entornos simulados con entornos extremos similares a los de la Tierra y Marte.
Sugieren transportar algunas cepas de MTB a entornos espaciales en la Estación Espacial Tiangong, la Estación Espacial Internacional o cámaras de simulación ambiental espacial para estudiar su supervivencia en condiciones similares a las de Marte u otras condiciones extraterrestres. Los científicos proponen una serie de experimentos adicionales en biogeomagnetismo para investigaciones interesantes y prácticas mediante la integración de equipos científicos avanzados.
