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Silicates Eroded under Simulated Martian Conditions Effectively Kill Bacteria—A Challenge for Life on Mars

Bak, E.N. und Larsen, M.G. und Moeller, R. und Nissen, S.B. und Jensen, L.R. und Nørnberg, P. und Jensen, S.J.K. und Finster, K. (2017) Silicates Eroded under Simulated Martian Conditions Effectively Kill Bacteria—A Challenge for Life on Mars. Frontiers in Microbiology, 8, Seite 1709. Frontiers Media S.A.. doi: 10.3389/fmicb.2017.01709. ISSN 1664-302X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2017.01709

Kurzfassung

The habitability of Mars is determined by the physical and chemical environment. The effect of low water availability, temperature, low atmospheric pressure and strong UV radiation has been extensively studied in relation to the survival of microorganisms. In addition to these stress factors, it was recently found that silicates exposed to simulated saltation in a Mars-like atmosphere can lead to a production of reactive oxygen species. Here, we have investigated the stress effect induced by quartz and basalt abraded in Mars-like atmospheres by examining the survivability of the three microbial model organisms Pseudomonas putida, Bacillus subtilis, and Deinococcus radiodurans upon exposure to the abraded silicates. We found that abraded basalt that had not been in contact with oxygen after abrasion killed more than 99% of the vegetative cells while endospores were largely unaffected. Exposure of the basalt samples to oxygen after abrasion led to a significant reduction in the stress effect. Abraded quartz was generally less toxic than abraded basalt. We suggest that the stress effect of abraded silicates may be caused by a production of reactive oxygen species and enhanced by transition metal ions in the basalt leading to hydroxyl radicals through Fenton-like reactions. The low survivability of the usually highly resistant D. radiodurans indicates that the effect of abraded silicates, as is ubiquitous on the Martian surface, would limit the habitability of Mars as well as the risk of forward contamination. Furthermore, the reactivity of abraded silicates could have implications for future manned missions, although the lower effect of abraded silicates exposed to oxygen suggests that the effects would be reduced in human habitats.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/114220/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Auch erschienen in: Olsson-Francis, K., Billi, D., Teske, A., de Vera, J.-P. P., eds. (2019). Habitability Beyond Earth. Lausanne: Frontiers Media. doi: 10.3389/978-2-88945-765-6
Titel:Silicates Eroded under Simulated Martian Conditions Effectively Kill Bacteria—A Challenge for Life on Mars
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bak, E.N.Department of Bioscience, Aarhus University, Aarhus, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Larsen, M.G.Department of Bioscience, Aarhus University, Aarhus, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moeller, R.Space Microbiology Research Group, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-2371-0676NICHT SPEZIFIZIERT
Nissen, S.B.Department of Bioscience, Aarhus University, Aarhus, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jensen, L.R.Department of Bioscience, Aarhus University, Aarhus, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nørnberg, P.Department of Bioscience, Aarhus University, Aarhus, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jensen, S.J.K.Department of Chemistry, Aarhus University, Aarhus, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Finster, K.Department of Bioscience, Aarhus University, Aarhus, Denmark and Stellar Astrophysics Center, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, Aarhus, DenmarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2017
Erschienen in:Frontiers in Microbiology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.3389/fmicb.2017.01709
Seitenbereich:Seite 1709
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Billi, DanielaUniversità degli Studi di Roma Tor Vergata, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Frontiers Media S.A.
ISSN:1664-302X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:habitability, erosion, reactive oxygen species, forward contamination, stress factors, saltation, toxicity, microorganisms
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Strahlenbiologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:25 Sep 2017 13:57
Letzte Änderung:01 Okt 2020 19:22

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