De ontdekking kan de zoektocht naar leven op Mars een nieuwe wending geven.
Het is 2010 en onderzoekers van de universiteit van Tokyo laten een boor in het water van de Stille Oceaan plonzen. De boor baant zich een weg naar de bodem van de oceaan en dringt zelfs dwars door de zeebodem heen. De eerste 75 meter onder de zeebodem bestaat uit modder. Maar de boor kan nog 40 meter verder reiken. En in die laatste 40 meter boort deze dwars door gesteente. En nu – tien jaar later – maken onderzoekers bekend dat ze in dat gesteente, dat dus zeker 75 meter onder de zeebodem huist, leven hebben gevonden.
Droom
Het gaat om bacteriën die zich in scheuren in het gesteente bevinden. “Ik dacht dat het een droom was: zo’n rijk microbieel leven in gesteenten,” vertelt onderzoeker Yohey Suzuki. Maar het is geen droom. De bacteriën zijn echt. En de ontdekking kan wel eens verstrekkende gevolgen hebben voor de zoektocht naar leven op andere planeten.
Vulkanen
De gesteenten die Suzuki onder de loep nam, zagen het levenslicht dankzij onderzeese vulkanen die gloeiendheet lava spuwen. Die lava koelt af en scheurt. De scheuren die zo in het basalt (gestolde lava) ontstaan, zijn smal: vaak minder dan 1 millimeter breed. En in een periode van miljoenen jaren worden de scheuren opgevuld met kleimineralen. En bacteriën vinden op de één of andere manier hun weg in die scheuren en gaan zich er daadwerkelijk vermenigvuldigen. “Deze scheuren zijn een heel vriendelijke plek voor leven,” stelt Suzuki. “Kleimineralen zijn bijna een soort magisch materiaal op aarde; als je kleimineralen vindt, kun je ook vrijwel zeker microben vinden die daar weer in leven.” Hoe de microben precies in de scheuren in het gesteente terecht zijn gekomen, is niet helemaal duidelijk. “Waarschijnlijk doordat zeewater langzaam in het basalt stroomde,” vertelt Suzuki aan Scientias.nl.
Normaal
De bacteriën die de onderzoekers in de gesteenten hebben aangetroffen, zijn verrassend ‘normaal’. “We vinden ze ook in gesteenten afgezet op de bodem van meren,” vertelt Suzuki desgevraagd. Ze lijken dus niet echt speciaal te zijn aangepast aan een leven in gesteente dat zich diep onder de zeebodem bevindt. Wat ook best verrassend is, is dat het om zogenoemde aerobe bacteriën gaat. Dat betekent dat ze zuurstof nodig hebben om te overleven. We vroegen Suzuki hoe ze op zo’n grote diepte aan zuurstof komen. Hij legt uit dat het zuurstof waarschijnlijk op dezelfde manier als de bacteriën in het gesteente terecht is gekomen: doordat zeewater het naar de gesteenten voerde.
Nieuwe methode
Dat het zolang duurde voor Suzuki en collega’s de bacteriën in het reeds in 2010 boven water gehaalde gesteente aantroffen, is volgens de onderzoeker goed te verklaren. Er was namelijk geen efficiënte manier om leven in harde gesteenten te vinden. De enige optie was lang om de buitenste laag gesteente weg te hameren, het hart ervan te vermalen tot een poeder en vervolgens de cellen in dat poeder te bestuderen. Suzuki bedacht echter een andere manier. “Ik ontwikkelde een nieuwe methode om de microbiële cellen in hard gesteente te visualiseren en tellen,” vertelt hij aan Scientias.nl. Hij voorzag de gesteenten van een coating waardoor ze niet snel uiteenvielen en begon er dunne schijfjes van te zagen. Die werden vervolgens van een speciaal laagje verf voorzien dat er voor zorgt dat DNA oplicht. De onderzoekers hoefden de schijfjes nu alleen nog maar onder de microscoop te leggen om vast te kunnen stellen of ze leven herbergden of niet.
Het onderzoek geeft ons niet alleen een beter beeld van het leven op aarde, maar kan ook grote implicaties hebben voor onze zoektocht naar leven op andere planeten. Want als bacteriën hier kunnen overleven in met kleimineralen gevulde scheuren in gesteenten, kunnen ze dat op Mars misschien ook wel. Suzuki wijst erop dat de kleimineralen die hij in de scheuren in gesteenten op aarde aantrof waarschijnlijk vergelijkbaar zijn met de kleimineralen in scheuren in Martiaans gesteente. “Mineralen zijn stille getuigen van de omstandigheden waaronder ze zijn ontstaan,” legt hij uit. En de omstandigheden waaronder de kleimineralen diep onder de aardse zeebodem zijn ontstaan, verschillen weinig van de omstandigheden op het oppervlak van Mars.
Marsrovers
Het lijkt dan ook niet onverstandig om de zoektocht naar leven deels te richten op die met kleimineralen gevulde scheuren in Martiaanse gesteenten. En dan kan in principe al heel snel, zo vertelt Suzuki. “Mars2020 (NASA’s Marsrover die dit jaar nog gelanceerd gaat worden en tegenwoordig door het leven gaat als Perseverance, red.) en ExoMars (ESA’s Marsrover die officieel Rosalind Franklin wordt genoemd en in 2022 gelanceerd wordt, red.) zijn uitgerust met een boor en instrumenten waarmee leven gedetecteerd kan worden. Aangezien de dichtheid van de microben in deze scheuren heel hoog kan zijn (zie kader, red.) kunnen de rovers ze detecteren.”
Wat tijdens dit onderzoek opviel, is dat de dichtheid van de microben in de scheuren veel hoger ligt dan bijvoorbeeld in modder. De onderzoekers denken dat wel te kunnen verklaren. In de met kleimineralen gevulde scheuren zouden de voedingsstoffen die de bacteriën nodig hebben om te overleven, heel geconcentreerd zijn. Dit in tegenstelling tot in modder of sedimenten, waar zeewater de voedingsstoffen als het ware verdunt.
“De ontdekking van leven op een plek waar niemand het verwacht had – in vast gesteente onder de zeebodem – kan de zoektocht naar buitenaards leven veranderen,” meent Suzuki. En misschien geldt hetzelfde wel voor de zoektocht naar de oorsprong van leven. “Leven houdt in tegenstelling tot ons, van gesteente. En misschien is dat wel de eerste plek waar leven ontstond.”
