De microben kunnen het leven van mensen op de rode planeet een stuk aangenamer en gemakkelijker maken, zo denken wetenschappers.

Als het aan SpaceX ligt, gaan we van Mars zo spoedig mogelijk ons tweede thuis maken. En ook NASA wil astronauten – nadat ze enige nadere ervaring opgedaan hebben op de maan – naar Mars sturen. Prachtige plannen die natuurlijk enorm tot de verbeelding spreken. Maar in een nieuw opiniestuk – verschenen in het blad FEMS Microbiology Ecology – pleiten wetenschappers ervoor de focus iets te verleggen. Niet mensen, maar microben zouden de eerste aardbewoners op Mars moeten zijn. “Leven zoals wij dat kunnen, kan niet bestaan zonder voor ons voordelige organismen,” stelt onderzoeker Jose Lopez, verbonden aan het Halmos College of Natural Sciences and Oceanography, onderdeel van Nova Southeastern University. “Om te kunnen overleven op kale – en voor zover wij nu weten – steriele planeten, moeten we die goede bacteriën meenemen.”

Terravormen
Sterker nog: volgens Lopez zouden deze goede microben nog voor mensen naar Mars moeten worden geschoten. Daar zouden ze de planeet als het ware kunnen voorbereiden op de komst van mensen. Ze zouden de rode planeet zelfs deels kunnen terravormen: een proces dat erop gericht is dat Mars enigszins op de aarde gaat lijken. Zo kunnen de microben de samenstelling van de Martiaanse atmosfeer – die momenteel bijzonder rijk is aan CO2 – in theorie aanpassen. Dat lijkt misschien vergezocht, maar vergeet niet dat ze iets vergelijkbaars lang geleden op aarde hebben gedaan (zie kader).


Vandaag de dag is onze atmosfeer relatief zuurstofrijk. En dankzij die hoge concentratie zuurstof kunnen wij op aarde leven. Maar enkele miljarden jaren geleden was dat anders; de aardse atmosfeer bevatte toen maar weinig zuurstof. Daar kwam zo’n twee miljard jaar geleden verandering in met het ontstaan van cyanobacteriën: de eerste organismen op aarde die zuurstof konden produceren. De zuurstofconcentratie in de atmosfeer nam toe en zo maakten de cyanobacteriën de evolutie van hogere levensvormen mogelijk.

Lopez denkt dat cyanobacteriën – of soorten met vergelijkbare eigenschappen – ook op Mars een groot verschil kunnen maken. Op dit moment bevat de atmosfeer van Mars te veel CO2, waardoor wij er niet kunnen ademhalen. Cyanobacteriën zouden de samenstelling van de atmosfeer misschien wel enigszins kunnen veranderen en zo het koloniseren van de rode planeet kunnen vergemakkelijken.

Gezondheid van mens en plant
Maar dat is niet het enige wat bacteriën voor ons kunnen betekenen. Lopez wijst er in gesprek met Scientias.nl nog eens op dat microben op aarde op verschillende manieren van cruciaal belang zijn voor onze gezondheid en om die reden ook op Mars eigenlijk niet gemist kunnen worden. “Verschillende bacteriën (E. coli of Bifidobacterium of Bacteroidaceae) in onze darmen voorzien ons van vitamines en helpen ons met het verteren van voedsel. Ook bieden ‘goede’ bacteriën tegenwicht aan schadelijke bacteriën zoals Clostridia dificile, een bacterie die (in te hoge concentraties, red.) gezondheidsproblemen kan veroorzaken.” Ook spelen bacteriën een belangrijke rol bij het verbouwen van gewassen. Iets waar de Marskolonisten zich zowel onderweg als op Mars zelf mee bezig zullen houden. “Symbiotische bacteriën in de grond, op planten en wortels, voorzien gewassen van voedingsstoffen en halen stikstof – dat planten nodig hebben om te groeien – uit de atmosfeer.” Maar op microscopisch kleine schaal wordt er nog veel meer belangrijk werk verzet. “Andere microben – zoals diatomen en cyanobacteriën – doen aan fotosynthese in de oceanen en creëren de zuurstof die we inademen (…) Sommige bacteriën creëren antibiotica tegen andere microben, die we nu gebruiken in de gezondheidszorg.” Het is zomaar een greep uit wat microben hier op aarde voor ons doen en veel van die processen kunnen ons ook op de rode planeet helpen.

Meer onderzoek
Het klinkt heel logisch om de succesvolle samenwerking die we op aarde met microben hebben op Mars voort te zetten. Maar voorzichtigheid is geboden, zo waarschuwt Lopez. “Onthoud dat we alleen weten hoe microben onze planeet ‘terravormen’. We weten nog niet of ze ook andere planeten kunnen terravormen.” Ook is het natuurlijk altijd de vraag of ‘goede bacteriën’ op aarde zich ook op Mars ‘goed’ gedragen. “Veiligheid is heel belangrijk,” erkent Lopez. En daarom pleiten hij en collega’s in het paper voor een grootschalig onderzoek naar microben die het leven op andere planeten gemakkelijker en comfortabeler kunnen maken.

“Het is onmogelijk om te voorspellen wat een levensvorm gaat doen, zeker onder nieuwe omstandigheden”

Simulaties
Het begint natuurlijk allemaal met het vaststellen van de overlevingskansen van de ‘goede bacteriën’. “Welke bacteriën kunnen in heftige omstandigheden – extreme kou, een beperkte zuurstofconcentratie, weinig voedingswaarden, etc. – overleven?” Als we dat weten, kunnen we de omstandigheden op Mars hier op aarde in detail simuleren om te kijken wat deze met de microben doen. “Het is onmogelijk om te voorspellen wat een levensvorm gaat doen, zeker onder nieuwe omstandigheden. Daarom zijn er eerst heel veel experimenten en simulaties hier op aarde nodig, waarbij we de omstandigheden op andere hemellichamen zo nauwkeurig mogelijk simuleren.”

Veilige introductie
Een extra punt van zorg is dat we op dit moment niet weten of Mars eigen levensvormen heeft. Sommige wetenschappers achten het bijvoorbeeld niet ondenkbaar dat er net onder het oppervlak van de rode planeet microben te vinden zijn. Het laatste wat je in zo’n situatie wilt, is dat aardse microben de rode planeet koloniseren en tegelijkertijd de inheemse bewoners uitroeien. “Dus het onderzoek naar een veilige introductie van microben vraagt speciale aandacht en zorg. Het voorspellen van wat er kan gebeuren, het in kaart brengen van mogelijke scenario’s en tegenvallers zal een enorme interdisciplinaire inspanning blijken. En zoals met de meeste uitdagingen het geval is, is het lastig om te garanderen dat er 0% risico is, zeker aangezien we hier met levende organismen werken.”

Het moge duidelijk zijn dat de vervolgonderzoeken die Lopez in gedachten heeft veel tijd (en geld) vereisen. Maar het is alle moeite waard, denkt Lopez. “Waarom moeten we zo snel mensen naar Mars sturen?” vraagt hij zich hardop af. “We weten al dat ze lange perioden in de ruimte door kunnen brengen en zodra ze op Mars zijn, zullen ze – in ieder geval in de nabije toekomst – niet veel meer kunnen doen dan wat een robot of rover of ruimtesonde kan doen. Ontsnappen naar Mars of ergens anders is nu gewoon niet praktisch en we hebben meer tijd nodig om het goed te kunnen doen.”