Aujourd'hui, plusieurs éléments de preuve indiquent que pendant la période noachienne (environ 4,1 à 3,7 milliards d'années), des micro-organismes auraient pu exister à la surface de Mars. Ceux-ci incluent des preuves des écoulements d'eau passés, des rivières et des lits de lac, ainsi que des modèles atmosphériques qui indiquent que Mars avait autrefois une atmosphère plus dense. Tout cela fait que Mars a été autrefois un endroit plus chaud et plus humide qu'aujourd'hui.
Cependant, à ce jour, aucune preuve n'a été trouvée que la vie ait jamais existé sur Mars. En conséquence, les scientifiques ont essayé de déterminer comment et où rechercher des signes de vie passée. Selon une nouvelle étude d'une équipe de chercheurs européens, des formes de vie extrêmes capables de métaboliser les métaux auraient pu exister sur Mars dans le passé. Les «empreintes digitales» de leur existence ont pu être trouvées en examinant des échantillons de sable rouge de Mars.
Pour les besoins de leur étude, récemment publiée dans la revue scientifique Frontières de la microbiologie, l'équipe a créé une «ferme Mars» pour voir comment une forme de bactérie extrême pourrait se comporter dans un environnement martien ancien. Cet environnement était caractérisé par une atmosphère relativement mince composée principalement de dioxyde de carbone, ainsi que par des échantillons simulés de régolithe martien.
Ils ont ensuite introduit une souche de bactéries connue sous le nom Metallosphaera sedula, qui se développe dans des environnements chauds et acides. En fait, les conditions optimales de la bactérie sont celles où les températures atteignent 347,1 K (74 ° C; 165 ° F) et les niveaux de pH sont de 2,0 (entre le jus de citron et le vinaigre). Ces bactéries sont classées comme chimiolithotrophes, ce qui signifie qu'elles sont capables de métaboliser les métaux inograniques - comme le fer, le soufre et même l'uranium.
Ces taches de bactéries ont ensuite été ajoutées aux échantillons de régolithe qui ont été conçus pour imiter les conditions à différents endroits et périodes historiques sur Mars. Premièrement, il y avait l'échantillon MRS07 / 22, qui consistait en un type de roche très poreux, riche en silicates et en composés de fer. Cet échantillon a simulé les types de sédiments trouvés à la surface de Mars.
Ensuite, il y avait le P-MRS, un échantillon riche en minéraux hydratés, et l'échantillon S-MRS riche en sulfate, qui imite le régolithe martien qui a été créé dans des conditions acides. Enfin, il y avait l'échantillon de JSC 1A, qui était en grande partie composé de la roche volcanique connue sous le nom de palagonite. Grâce à ces échantillons, l'équipe a pu voir exactement comment la présence de bactéries extrêmes laisserait des biosignatures qui pourraient être trouvées aujourd'hui.
Comme l'explique Tetyana Milojevic - Elise Richter Fellow du groupe Extremophiles à l'Université de Vienne et co-auteur du document - dans un communiqué de presse de l'Université de Vienne:
«Nous avons pu montrer qu'en raison de son activité métabolique oxydante des métaux, lorsqu'il a accès à ces simulants du régolithe martien, M. sedula les colonise activement, libère des ions métalliques solubles dans la solution de lixiviat et altère leur surface minérale en laissant des signatures spécifiques de la vie, une «empreinte digitale», pour ainsi dire. »
L'équipe a ensuite examiné les échantillons de régolithe pour voir s'ils avaient subi un quelconque biotraitement, ce qui a été possible grâce à l'aide de Veronika Somoza - chimiste du Département de chimie physiologique de l'Université de Vienne et co-auteur de l'étude. À l'aide d'un microscope électronique, combiné à une technique de spectroscopie analytique, l'équipe a cherché à déterminer si des métaux avec les échantillons avaient été consommés.
En fin de compte, les ensembles de données microbiologiques et minéralogiques qu'ils ont obtenus montraient des signes de métaux solubles libres, ce qui indiquait que les bactéries avaient effectivement colonisé les échantillons de régolithe et métabolisé certains des minéraux métalliques à l'intérieur. Comme l'a indiqué Milojevic:
«Les résultats obtenus élargissent notre connaissance des processus biogéochimiques de la vie possible au-delà de la Terre et fournissent des indications spécifiques pour la détection de biosignatures sur des matériaux extraterrestres - un pas de plus pour prouver la vie extraterrestre potentielle.»
En effet, cela signifie que des bactéries extrêmes auraient pu exister sur Mars il y a des milliards d'années. Et grâce à l'état de Mars aujourd'hui - avec sa faible atmosphère et son manque de précipitations - les biosignatures qu'ils ont laissées (c'est-à-dire des traces de métaux solubles libres) ont pu être préservées dans le régolithe martien. Ces biosignatures pourraient donc être détectées par les prochaines missions de retour d'échantillons, comme Mars 2020 vagabond.
En plus de montrer la voie vers d'éventuelles indications de la vie passée sur Mars, cette étude est également importante en ce qui concerne la chasse à la vie sur d'autres planètes et systèmes stellaires. À l'avenir, lorsque nous serons en mesure d'étudier directement les planètes extra-solaires, les scientifiques seront probablement à la recherche de signes de bio-minéraux. Entre autres, ces «empreintes digitales» seraient un puissant indicateur de l'existence d'une vie extraterrestre (passée ou présente).
Les études des formes de vie extrêmes et du rôle qu'elles jouent dans l'histoire géologique de Mars et d'autres planètes sont également utiles pour faire avancer notre compréhension de la façon dont la vie a émergé au début du système solaire. Sur Terre également, les bactéries extrêmes ont joué un rôle important dans la transformation de la Terre primordiale en un environnement habitable et jouent un rôle important dans les processus géologiques d'aujourd'hui.
Enfin et surtout, des études de cette nature pourraient également ouvrir la voie à la biomining, une technique où les souches de bactéries extraient les métaux des minerais. Un tel processus pourrait être utilisé pour l'exploration spatiale et l'exploitation des ressources, où des colonies de bactéries sont envoyées dans les mines d'astéroïdes, de météores et d'autres corps célestes.
