Une nouvelle étude révèle que les chances de découvrir la vie sur Mars sont meilleures que prévu

Dans une étude inédite, une équipe de recherche, comprenant Brian Hoffman et Ajay Sharma de l’Université Northwestern, a découvert que d’anciennes bactéries pouvaient survivre près de la surface de Mars beaucoup plus longtemps qu’on ne le pensait auparavant. Et – lorsque les bactéries sont enterrées et donc protégées du rayonnement cosmique galactique et des protons solaires – elles peuvent survivre beaucoup plus longtemps.

Ces découvertes renforcent la possibilité que si jamais la vie évoluait sur Mars, ses restes biologiques pourraient être révélés dans de futures missions, notamment ExoMars (Rosalind Franklin rover) et Mars Life Explorer, qui transportera des foreuses pour extraire des matériaux à 2 mètres sous la surface.

Et parce que les scientifiques ont prouvé que certaines souches de bactéries peuvent survivre malgré l’environnement hostile de Mars, les futurs astronautes et touristes de l’espace pourraient par inadvertance contaminer Mars avec leurs propres bactéries auto-stoppeuses.

L’article sera publié mardi 25 octobre dans la revue Astrobiologie.

“Nos organismes modèles servent de proxy à la fois pour la contamination vers l’avant de Mars et pour la contamination vers l’arrière de la Terre, qui doivent toutes deux être évitées”, a déclaré Michael Daly, professeur de pathologie à l’Uniformed Services University of the Health Sciences (USU) et membre du Comité des académies nationales sur la protection planétaire, qui a dirigé l’étude. “Il est important de noter que ces découvertes ont également des implications en matière de biodéfense, car la menace d’agents biologiques, tels que l’Anthrax, reste une préoccupation pour l’armée et la défense du territoire.”

“Nous avons conclu que la contamination terrestre sur Mars serait essentiellement permanente – sur des périodes de plusieurs milliers d’années”, a déclaré Hoffman, co-auteur principal de l’étude. “Cela pourrait compliquer les efforts scientifiques pour rechercher la vie martienne. De même, si des microbes évoluaient sur Mars, ils pourraient être capables de survivre jusqu’à nos jours. Cela signifie que le retour d’échantillons de Mars pourrait contaminer la Terre.”

Hoffman est professeur de chimie Charles E. et Emma H. ​​Morrison et professeur de biosciences moléculaires au Weinberg College of Arts and Sciences de Northwestern. Il est également membre du Chemistry of Life Processes Institute.

Simuler Mars

L’environnement sur Mars est rude et impitoyable. Les conditions arides et glaciales, qui sont en moyenne de -80 degrés Fahrenheit (-63 degrés Celsius) aux latitudes moyennes, font que la planète rouge semble inhospitalière à la vie. Pire encore : Mars est également constamment bombardée par un rayonnement cosmique galactique intense et des protons solaires.

Pour déterminer si la vie pouvait ou non survivre dans ces conditions, Daly, Hoffman et leurs collaborateurs ont d’abord déterminé les limites de survie des rayonnements ionisants de la vie microbienne. Ensuite, ils ont exposé six types de bactéries et de champignons terriens à une surface martienne simulée – qui est gelée et sèche – et les ont zappés avec des rayons gamma ou des protons (pour imiter le rayonnement dans l’espace).

“Il n’y a pas d’eau courante ou d’eau importante dans l’atmosphère martienne, donc les cellules et les spores se dessèchent”, a déclaré Hoffman. “On sait également que la température de surface sur Mars est à peu près similaire à la neige carbonique, donc elle est en effet profondément gelée.”

En fin de compte, les chercheurs ont déterminé que certains micro-organismes terrestres pourraient potentiellement survivre sur Mars sur des échelles de temps géologiques de centaines de millions d’années. En fait, les chercheurs ont découvert qu’un microbe robuste, Deinococcus radiodurans (affectueusement connu sous le nom de “Conan la bactérie”), est particulièrement bien adapté pour survivre aux conditions difficiles de Mars. Dans les nouvelles expériences, Conan la bactérie a survécu à des quantités astronomiques de radiations dans l’environnement glacial et aride – bien au-delà Bacille spores, qui peuvent survivre sur Terre pendant des millions d’années.

Rayonnement radical

Pour tester les effets du rayonnement, l’équipe a exposé des échantillons à de fortes doses de rayonnement gamma et de protons – typiques de ce que Mars reçoit dans le sous-sol proche – et à des doses bien plus faibles, ce qui se produirait si un micro-organisme était profondément enfoui.

Ensuite, l’équipe de Hoffman à Northwestern a utilisé une technique de spectroscopie avancée pour mesurer l’accumulation d’antioxydants à base de manganèse dans les cellules des micro-organismes irradiés. Selon Hoffman, la taille de la dose de rayonnement à laquelle un micro-organisme ou ses spores peuvent survivre est en corrélation avec la quantité d’antioxydants à base de manganèse qu’il contient. Par conséquent, plus d’antioxydants à base de manganèse signifient plus de résistance aux radiations et une meilleure survie.

Dans des études antérieures, des chercheurs antérieurs ont découvert que Conan la bactérie, lorsqu’elle est en suspension dans un liquide, peut survivre à 25 000 unités de rayonnement (ou “gris”), soit l’équivalent d’environ 1,2 million d’années juste sous la surface de Mars. Mais la nouvelle étude a révélé que lorsque la bactérie robuste est séchée, congelée et profondément enfouie – ce qui serait typique d’un environnement martien – elle pourrait résister à 140 000 grays de rayonnement. Cette dose est 28 000 fois supérieure à ce qui tuerait un humain.

Bien que Conan la bactérie ne puisse survivre que quelques heures à la surface lorsqu’elle est baignée de lumière ultraviolette, sa durée de vie s’améliore considérablement lorsqu’elle est ombragée ou située directement sous la surface de Mars. Enterré à seulement 10 centimètres sous la surface martienne, la période de survie de Conan la bactérie passe à 1,5 million d’années. Et, une fois enterrée à 10 mètres de profondeur, la bactérie de couleur citrouille pourrait survivre 280 millions d’années.

En vue de futures missions

Cet exploit de survie étonnant est en partie dû à la structure génomique de la bactérie, ont découvert les chercheurs. Soupçonnés depuis longtemps, les chercheurs ont découvert que les chromosomes et les plasmides de Conan la bactérie sont liés entre eux, les maintenant dans un alignement parfait et prêts à être réparés après un rayonnement intense.

Cela signifie que si un microbe, similaire à Conan la bactérie, a évolué à une époque où l’eau a coulé pour la dernière fois sur Mars, ses restes vivants pourraient encore être en sommeil dans le sous-sol profond.

“Bien que D. radiodurans enterrés dans le sous-sol martien ne pourraient pas survivre en dormance pendant environ 2 à 2,5 milliards d’années depuis la disparition de l’eau courante sur Mars, ces environnements martiens sont régulièrement altérés et fondus par les impacts de météorites », a déclaré Daly. « Nous suggérons que la fonte périodique pourrait permettre un repeuplement intermittent. et dispersion. De plus, si la vie martienne existait, même si des formes de vie viables ne sont pas présentes sur Mars, leurs macromolécules et virus survivraient beaucoup, beaucoup plus longtemps. Cela renforce la probabilité que, si jamais la vie évoluait sur Mars, cela se révélerait dans de futures missions.”

L’étude, “Effets de la dessiccation et de la congélation sur la capacité de survie des rayonnements ionisants microbiens : considérations pour le retour d’échantillons sur Mars”, a été soutenue par la Defense Threat Reduction Agency (numéro de subvention HDTRA1620354) et les National Institutes of Health (numéro de subvention GM111097).