Uit nieuw onderzoek van de Johns Hopkins Universiteit blijkt dat microscopisch leven verrassend veerkrachtig is en bestand is tegen de extreme druk die ontstaat wanneer het van een planeet wordt geslingerd door de inslag van een asteroïde. Deze ontdekking ondersteunt de controversiële theorie van lithopanspermie – het idee dat het leven zich kan verspreiden tussen werelden die in rotsen zijn ingekapseld. De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift PNAS Nexus, kunnen aanzienlijke gevolgen hebben voor de manier waarop we zoeken naar buitenaards leven en andere planeten beschermen tegen besmetting.
Simuleren van ruimtelanceringsomstandigheden
Wetenschappers onder leiding van promovendus Lily Zhao gebruikten een krachtig gaspistool om de intense druk te simuleren die een microbe zou ervaren tijdens het uitwerpen van een asteroïde. Het kanon vuurde een stalen plaat af op een laag Deinococcus radiodurans – een bacterie die bekend staat om zijn extreme veerkracht – bij een druk van meer dan 2,4 gigapascal (tienduizenden keren de atmosferische druk van de aarde). In tegenstelling tot de verwachtingen overleefde de overgrote meerderheid van de microben, waarbij de overlevingspercentages bij de eerste tests 95-97% bereikten. Zelfs bij de hoogst haalbare druk bleef ongeveer 60% van de cellen levensvatbaar.
Dit experiment pakt een belangrijke leemte in het onderzoek naar lithopanspermie aan: het gebrek aan betrouwbare gegevens over microbiële overleving onder impactomstandigheden. Eerdere studies ontbeerden vaak nauwkeurige metingen van de druk die individuele cellen ervaren. Het Johns Hopkins-team controleerde deze variabele door cellen in een uniforme laag te laten groeien, zodat ze allemaal aan dezelfde kracht werden blootgesteld.
Waarom dit ertoe doet: van Mars tot Phobos
De studie werd ingegeven door vragen rond de mogelijkheid van levensoverdracht tussen planeten en manen. NASA’s Perseverance-rover heeft al honderden meteorieten op aarde geïdentificeerd die afkomstig zijn van Mars, wat erop wijst dat dergelijke overdrachten fysiek mogelijk zijn. Het onderzoek kwam aanvankelijk voort uit een onderzoek van de National Academies waarin de waarschijnlijkheid werd beoordeeld dat microben van Mars naar de maan Phobos reizen, wat als laag werd beschouwd vanwege het gebrek aan overlevingsgegevens.
De resultaten van het team suggereren dat het voortbestaan van microben tijdens het uitstoten wellicht niet de belangrijkste beperkende factor is voor interplanetaire overdracht. Andere uitdagingen, zoals blootstelling aan straling, extreme temperaturen en langdurige uitdroging, blijven aanzienlijke hindernissen. De enorme veerkracht die in het experiment wordt aangetoond, verschuift de kansen echter van bijna onmogelijk naar potentieel plausibel.
Extremofielen: de ultieme overlevenden
De keuze van D. radiodurans was opzettelijk. Deze ‘superbug’ gedijt goed in ruwe omgevingen, waaronder hoge straling, extreme uitdroging en ijskoude temperaturen – omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die in de ruimte. De microbe is zelfs aangetroffen in de Atacama-woestijn, een van de meest onherbergzame omgevingen op aarde.
De overlevende cellen ondervonden enige schade: hun buitenste laag was aangetast en hun normale functies waren tijdelijk verstoord. Toch hervatten ze binnen enkele uren de groei en deling, wat de buitengewone herstelmechanismen in deze organismen benadrukte. De studie onderstreept hoe zelfs eencellig leven krachten kan weerstaan die complexere organismen zouden vernietigen.
Implicaties voor planetaire bescherming
De bevindingen roepen ook zorgen op over de bescherming van de planeet. Ruimteagentschappen steriliseren ruimtevaartuigen al om accidentele besmetting van andere werelden te voorkomen. Sommige veerkrachtige microben overleven deze processen echter onvermijdelijk. Het nieuwe onderzoek suggereert dat bepaalde organismen, zoals D. radiodurans, kan zelfs na grondige reiniging blijven bestaan.
Dit roept vragen op over de effectiviteit van de huidige sterilisatieprotocollen, vooral voor missies die zich richten op potentieel bewoonbare omgevingen zoals Mars of zijn maan Phobos. Dode microben kunnen nog steeds sporen van DNA achterlaten, wat de inspanningen om inheems leven te detecteren bemoeilijkt. Sommige onderzoekers suggereren dat er voor bepaalde planetaire lichamen strengere protocollen nodig kunnen zijn.
Concluderend levert de studie van Johns Hopkins overtuigend bewijs dat het microbiële leven veel robuuster is dan eerder werd aangenomen. Hoewel interplanetaire overdracht nog een gok is, suggereren de bevindingen dat de mogelijkheid dat het leven zich tussen werelden verspreidt niet geheel vergezocht is. Dit werk versterkt het idee dat als er elders in ons zonnestelsel (of daarbuiten) leven bestaat, dit waarschijnlijk in de vorm zal zijn van sterke, veerkrachtige micro-organismen.
