Certains microbes terrestres pourraient survivre brièvement sur Mars, selon une étude

Les deux planètes peuvent ne pas sembler très similaires, mais notre stratosphère – une couche de l’atmosphère à 30 km au-dessus de la surface de la Terre – a certaines qualités en commun avec Mars. La stratosphère de notre planète d’origine subit une faible pression atmosphérique et des niveaux élevés de rayonnement, et elle est sèche et froide – un peu comme la surface de la planète rouge.

En utilisant le MARSBOx, ou l’expérience Microbes in Atmosphere for Radiation, Survival and Biological Outcomes Experiment, des scientifiques de la NASA et du German Aerospace Center ont collaboré pour envoyer quatre types de microbes dans la stratosphère sur un ballon.

L’étude publiée lundi dans la revue Frontiers in Microbiology.

« Si un microbe peut le pirater là-haut, au-dessus d’une grande partie de la couche d’ozone protectrice, il pourrait bien survivre – même brièvement – lors d’un voyage à la surface de Mars », a déclaré le co-auteur de l’étude David J. Smith, co-auteur de MARSBOx. chercheur principal et chercheur au centre de recherche Ames de la NASA, dans un communiqué.

Les microbes, ou micro-organismes, ont une portée étendue sur Terre. On estime qu’il y en a 1 billion d’espèces sur notre planète. Ils peuvent également être trouvés vivant dans des environnements difficiles dans des conditions extrêmes variables.

Les scientifiques de la NASA doivent savoir si ces microbes pourraient survivre sur Mars alors qu’ils continuent d’envoyer des explorateurs robotiques sur la planète rouge au nom des humains. C’est pourquoi les équipes de mission derrière ces rovers, comme le rover Perseverance récemment débarqué, prennent très au sérieux la propreté de ces machines avant leur lancement sur Mars.

La persévérance est encore la plus pure. Il recherche des signes de vie ancienne sur Mars, et les microbes de la Terre pourraient présenter un faux positif lors de cette recherche, ou ils pourraient contaminer notre voisin planétaire.

Pour tester la probabilité de survie des microbes sur Mars, l’équipe de recherche a placé des millions de microbes, y compris des spores de champignons et de bactéries séchées et dormantes représentant quatre espèces de micro-organismes, sur des disques de quartz. Ces disques ont été placés dans des boîtes en aluminium conçues par les collaborateurs de l’étude au Centre aérospatial allemand.

Un mélange de gaz similaire à ceux de l’atmosphère martienne, dominée par le dioxyde de carbone, a été pompé dans les caisses. Un grand ballon scientifique portant l’expérience a été libéré de Fort Sumner, au Nouveau-Mexique, le 23 septembre 2019.

Des volets ont été utilisés pour protéger les microbes du soleil pendant la montée et la descente. Mais une fois qu’ils ont atteint la stratosphère de la Terre à 34 km de haut, les volets se sont ouverts et les ont exposés à la forte radiation. Les microbes y ont été exposés pendant plus de cinq heures, avec des températures moyennes de -28 ° C.

Dans la stratosphère, il y a mille fois moins de pression qu’au niveau de la mer, ainsi qu’un air très sec.

Lorsque l’expérience est revenue au sol, les scientifiques ont déterminé que deux des quatre espèces avaient survécu au voyage, prouvant que ces deux espèces pouvaient temporairement endurer les conditions difficiles de la stratosphère terrestre et, potentiellement, de la surface martienne.

« Cette recherche nous donne une meilleure compréhension des microbes qui pourraient persister dans des environnements autrefois supposés mortels, comme la surface de Mars, et nous donne des indices sur la façon d’éviter d’amener involontairement de minuscules auto-stoppeurs avec nous vers des destinations hors du monde », a déclaré l’étude. co-auteur Ralf Moeller, co-chercheur principal de MARSBOx et chef du groupe de recherche en microbiologie aérospatiale au Centre aérospatial allemand, dans un communiqué.

Les espèces survivantes comprenaient Staphylococcus capitis et Salinisphaera shabanensis. La première est une bactérie associée à la peau humaine et la seconde est une bactérie qui peut être trouvée dans les piscines de saumure en eau profonde.

Aspergillus niger, un champignon utilisé dans la production d’antibiotiques, a été séché pour l’envoyer à l’expérience, et il a également pu être relancé une fois revenu de la stratosphère terrestre.

« Les spores du champignon A. niger sont incroyablement résistantes – à la chaleur, aux produits chimiques agressifs et à d’autres facteurs de stress – mais personne n’avait jamais étudié si elles pouvaient survivre exposées dans l’espace ou sous un rayonnement intense comme nous le voyons sur Mars », a déclaré le co- L’auteur principal de l’étude, Marta Cortesão, doctorante au Groupe de recherche en microbiologie aérospatiale du Centre aérospatial allemand, dans un communiqué.

« Le fait qu’après leur vol MARSBOx nous ayons pu les faire revivre démontre qu’ils sont suffisamment copieux pour résister partout où les humains vont, même hors de la planète. »

Il est possible qu’Aspergillus niger ait une pigmentation semblable à un écran solaire ou une structure cellulaire qui se protège.

« Cette expérience soulève de nombreuses questions sur les mécanismes génétiques essentiels pour rendre les microbes capables de survivre », a déclaré Cortesão. « Portent-ils d’anciens traits évolutifs qui leur donnent la capacité de résister à des conditions difficiles, ou est-ce que l’adaptation à leur environnement actuel protège de nombreux autres défis environnementaux? »

Des recherches futures pourraient aider les scientifiques à mieux déterminer pourquoi ces microbes ont survécu. Un vol de suivi est prévu pour MARSBOx en Antarctique, où les rayonnements du soleil et les rayons cosmiques galactiques de l’espace sont encore plus similaires à Mars.

«Ces expériences d’aérobiologie pilotées par ballon nous permettent d’étudier la résilience du microbe d’une manière qui est impossible en laboratoire», a déclaré Smith. « MARSBOx offre une opportunité de prédire les résultats de survie sur Mars et d’aider à établir les limites de la vie telle que nous la connaissons. »

En attendant, ces découvertes pourraient aider à planifier de futures missions sur Mars. « La focalisation renouvelée sur l’exploration robotique et humaine de Mars amplifie le besoin d’études supplémentaires sur l’analogue de Mars dans les années à venir », ont écrit les auteurs dans l’étude.

«Avec des missions à long terme avec équipage sur Mars, nous devons savoir comment les micro-organismes humains pourraient survivre sur la planète rouge, car certains peuvent présenter un risque pour la santé des astronautes», a déclaré Katharina Siems, co-auteur principal de l’étude, doctorante en le groupe de recherche en microbiologie aérospatiale du Centre aérospatial allemand, dans un communiqué.

En outre, certains microbes pourraient être d’une valeur inestimable pour l’exploration spatiale. Ils pourraient nous aider à produire de la nourriture et des matériaux indépendamment de la Terre, ce qui sera crucial lorsque nous sommes loin de chez nous. Les micro-organismes sont étroitement liés à nous; notre corps, notre nourriture, notre environnement, il est donc impossible de les exclure du voyage spatial. «