Astrobiology and Cuatro Ciénegas Basin as an Analog of Early Earth

اختر زیست شناسی نه تنها چگونگی نفوذ حیات اولیه بر سیاره ما، بلکه حیات در سیارات دیگر - چه در منظومه شمسی و چه فراتر از آن - و پتانسیل آنها برای سکونت را بررسی می کند. این کتاب خوانندگان را از زخم‌های روی سطوح سیاره‌ای که توسط سنگ‌های فضایی ایجاد شده‌اند تا تاریخچه منظومه شمسی که توسط آن سنگ‌های فضایی و همچنین سیارات فراخورشیدی در سایر منظومه‌های سیاره‌ای روایت می‌شود، می‌برد. اما سوال واقعی این است که چگونه زندگی در اینجا یا جای دیگر بوجود آمده است. ژنومیک تطبیقی ​​مدرن نشان داده است که داروین درست بوده است. مجموعه‌ای از ژن‌ها و عملکردهای سلولی بسیار حفاظت‌شده نشان می‌دهد که تمام زندگی با اجداد مشترک مرتبط است. آخرین جد مشترک جهانی یا LUCA در پایه درخت زندگی قرار دارد. با این حال، به محض اینکه این حیات برقرار شد، شروع به تنوع و تشکیل جوامع میکروبی پیچیده ای کرد که به عنوان تشک میکروبی و استروماتولیت شناخته می شوند. با توجه به تاریخچه تکاملی طولانی و فراوانی آنها در زمین مدرن، تحقیقات بر روی فرآیندهای بیولوژیکی، شیمیایی و زمین شناسی تشکیل استروماتولیت بینش های مهمی را در زمینه اختر زیست شناسی ارائه کرده است. بسیاری از این اکوسیستم‌های حاوی میکروبیالیت به‌عنوان مدل‌هایی برای زیست‌شناسی نجومی و آنالوگ‌های مأموریت ناسا از جمله خلیج کوسه، پاویلیون و دریاچه‌های کلی استفاده شده‌اند. میکروبیالیت‌های مدرن آزمایشگاه‌های طبیعی را برای مطالعه اکوسیستم‌های اولیه ارائه می‌کنند و پروکسی برای چگونگی تکامل حیات در سیارات دیگر ارائه می‌کنند. با این حال، تعداد کمی از مطالعات متاژنومیک ویروسی (به عنوان مثال، ویروس ها) در میکروبیالیت ها انجام شده است، که نه تنها بخش مهمی از جامعه هستند، بلکه تنوع زیستی آن را نیز منعکس می کنند.
این کتاب بر روی مکان های به خصوص جالبی مانند میکروبیالیت های دریاچه آند تمرکز دارد. از آنجایی که دریاچه‌های Alchichica و Bacalar دارای آب‌های پر نمک و الیگوتروف هستند که استروماتولیت‌ها را پرورش می‌دهند، نشان‌دهنده زندگی اولیه هستند، زیرا آنها با نور UV بسیار بالا مشخص می‌شوند. با این حال، این تنها واحه حوضه Cuatro Ciénegas در مکزیک است که زندگی گذشته را در رسوبات دریایی خود در Sierra de San Marcos ذخیره کرده است. این سیرا خاص دارای یک کیسه ماگمایی است که سفره‌های زیرزمینی عمیق را در چرخه‌ای از حیات غرق شده در خورشید به سطح می‌برد و در یک چرخه باستانی به اعماق حیات ماگمایی برمی‌گردد که اکنون با بهره‌برداری بیش از حد از آب‌های سطحی و همچنین آب‌های سطحی شکسته شده است. آبخوان عمیق برای آبیاری یونجه در بیابان. آنتروپوسن، دوران حماقت بشر، این ماشین زمان منحصر به فرد و همراه با آن حافظه سیاره را می کشد.

Astrobiology not only investigates how early life took hold of our planet but also life on other planets – both in our Solar System and beyond – and their potential for habitability. The book take readers from the scars on planetary surfaces made by space rocks to the history of the Solar System narrated by those space rocks as well as exoplanets in other planetary systems. But the true question is how life arose here or elsewhere. Modern comparative genomics has revealed that Darwin was correct; a set of highly conserved genes and cellular functions indicate that all life is related by common ancestry. The Last Universal Common Ancestor or LUCA sits at the base of the Tree of Life. However, once that life took hold, it started to diversify and form complex microbial communities that are known as microbial mats and stromatolites. Due to their long evolutionary history and abundance on modern Earth, research on the biological, chemical and geological processes of stromatolite formation has provided important insights into the field of astrobiology. Many of these microbialite-containing ecosystems have been used as models for astrobiology, and NASA mission analogs including Shark Bay, Pavilion and Kelly Lakes. Modern microbialites represent natural laboratories to study primordial ecosystems and provide proxies for how life could evolve on other planets. However, few viral metagenomic studies (i.e., viromes) have been conducted in microbialites, which are not only an important part of the community but also mirror its biodiversity.
This book focuses on particularly interesting sites such as Andean lake microbialites, a proxy of early life since they are characterized by very high UV light, while Alchichica and Bacalar lakes are characterized by high-salt and oligotrophic waters that nurture stromatolites. However, it is only the oasis of Cuatro Ciénegas Basin in México that stored past life in its marine sediments of the Sierra de San Marcos. This particular Sierra has a magmatic pouch that moves the deep aquifer to the surface in a cycle of sun drenched life and back to the depths of the magmatic life in an ancient cycle that now is broken by the overexploitation of the surface water as well as the deep aquifer in order to irrigate alfalfa in the desert. The anthropocene, the era of human folly, is killing this unique time machine and with it the memory of the planet.