Το έδαφος της Rocky Ridge στην Κεντρική Ανταρκτική δεν περιείχε ποτέ μικροοργανισμούς.
Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει ότι δεν φαίνεται να υπάρχει ζωή στο έδαφος στην επιφάνεια της Γης. Το έδαφος προέρχεται από δύο ανεμοδαρμένες, βραχώδεις κορυφογραμμές στο εσωτερικό της Ανταρκτικής, 300 μίλια από τον Νότιο Πόλο, όπου χιλιάδες πόδια του πάγου διεισδύουν στα βουνά.
"Οι άνθρωποι πάντα πίστευαν ότι τα μικρόβια ήταν ανθεκτικά και μπορούσαν να ζήσουν οπουδήποτε", λέει ο Noah Firer, μικροβιακός οικολόγος στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Boulder, του οποίου η ομάδα μελετά το έδαφος. Μετά από όλα, οι μονοκύτταροι οργανισμοί έχουν βρεθεί ζουν σε υδροθερμικές οπές με θερμοκρασίες που υπερβαίνουν τους 200 βαθμούς Φαρενάιτ, σε λίμνες κάτω από μισό μίλι πάγου στην Ανταρκτική και ακόμη και 120.000 πόδια πάνω από τη στρατόσφαιρα της Γης. Αλλά μετά από ένα χρόνο εργασίας, ο Ferrer και ο διδακτορικός του φοιτητής Nicholas Dragon δεν έχουν βρει κανένα σημάδι ζωής στο έδαφος της Ανταρκτικής που συγκέντρωσαν.
Η Firer και η Dragone μελέτησαν εδάφη από 11 διαφορετικές οροσειρές, αντιπροσωπεύοντας ένα ευρύ φάσμα συνθηκών. Εκείνοι που προέρχονται από κάτω και λιγότερο κρύες ορεινές περιοχές περιέχουν βακτηρίδια και μύκητες. Αλλά σε μερικά βουνά των δύο υψηλότερων, ξηριστών και ψυχρότερων οροσειρών δεν υπάρχουν ενδείξεις ζωής.
"Δεν μπορούμε να πούμε ότι είναι αποστειρωμένα", δήλωσε ο Ferrer. Οι μικροβιολόγοι έχουν συνηθίσει να βρίσκουν εκατομμύρια κύτταρα σε ένα κουταλάκι του γλυκού εδάφους. Επομένως, ένας πολύ μικρός αριθμός (π.χ. 100 βιώσιμα κύτταρα) μπορεί να διαφύγει από την ανίχνευση. "Αλλά όσο γνωρίζουμε, δεν περιέχουν μικροοργανισμούς."
Είτε κάποιο έδαφος είναι πραγματικά απαλλαγμένο από τη ζωή είτε αργότερα ανακαλύπτεται ότι περιέχει μερικά επιζώντα κύτταρα, τα νέα ευρήματα που δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο περιοδικό JGR Biogeosciences θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αναζήτηση της ζωής στον Άρη. Το έδαφος της Ανταρκτικής είναι μόνιμα παγωμένο, γεμάτο τοξικά άλατα και δεν έχει πολύ υγρό νερό για δύο εκατομμύρια χρόνια - παρόμοια με το έδαφος του Άρη.
Συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια μιας αποστολής που χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών τον Ιανουάριο του 2018 σε απομακρυσμένες περιοχές των βουνών Transantarctic. Περνούν μέσα από το εσωτερικό της ηπείρου, διαχωρίζοντας το υψηλό πολικό οροπέδιο στα ανατολικά από τον πάγο χαμηλής κατάστασης στα δυτικά. Οι επιστήμονες εγκατέστησαν στρατόπεδο στον παγετώνα Shackleton, έναν μεταφορικό ιμάντα 60 μιλίων πάγου που ρέει κάτω από ένα χάσμα στα βουνά. Χρησιμοποίησαν ελικόπτερα για να πετάξουν σε μεγάλα υψόμετρα και να συλλέγουν δείγματα πάνω και κάτω από τον παγετώνα.
Στα ζεστά, υγρά βουνά στους πρόποδες ενός παγετώνα, μόλις μερικές εκατοντάδες μέτρα πάνω από τη στάθμη της θάλασσας, ανακάλυψαν ότι το έδαφος κατοικούσε από ζώα μικρότερα από ένα σουσάμι: μικροσκοπικά σκουλήκια, οκτώ-πόδια tardigrades, rotifers και μικροσκοπικά σκουλήκια. που ονομάζεται Springtails. Φτερωτά έντομα. Αυτά τα γυμνά, αμμώδη εδάφη περιέχουν λιγότερο από το ένα χιλιοστό της ποσότητας βακτηρίων που βρέθηκαν σε ένα καλά μανιασμένο γκαζόν, αρκετό για να παρέχουν τρόφιμα για τα μικρά φυτοφάγα που κρύβονται κάτω από την επιφάνεια.
Αλλά αυτά τα σημάδια της ζωής εξαφανίστηκαν σταδιακά καθώς η ομάδα επισκέφθηκε τα υψηλότερα βουνά βαθύτερα στον παγετώνα. Στην κορυφή του παγετώνα, επισκέφθηκαν δύο βουνά -Mount Schroeder και Mount Roberts - που είναι πάνω από 7.000 πόδια ψηλά.
Οι επισκέψεις στο Schroeder Mountain ήταν βάναυσες, υπενθυμίζει ο Byron Adams, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Brigham Young στο Provo της Γιούτα, ο οποίος ηγήθηκε του έργου. Η θερμοκρασία αυτής της καλοκαιρινής ημέρας είναι κοντά στους 0 ° F. Ο ουρλιαχτός άνεμος εξατμίστηκε σιγά -σιγά τον πάγο και το χιόνι, αφήνοντας τα βουνά γυμνά, μια συνεχής απειλή για την ανύψωση και τη ρίψη των φτυάρι του κήπου που είχαν φέρει να σκάψουν την άμμο. Η γη καλύπτεται από κοκκινωπό ηφαιστειακά βράχια που έχουν διαβρωθεί σε εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια από τον άνεμο και τη βροχή, αφήνοντάς τους τοποθετημένους και γυαλισμένους.
Όταν οι επιστήμονες σήκωσαν το βράχο, ανακάλυψαν ότι η βάση του ήταν καλυμμένη με κρούστα λευκών αλάτων - οιToxic Crystals του υπερχλωρικού, του χλωρικού και του νιτρικού άλατος. Τα υπερχλωρικά και τα χλωρίες, τα διαβρωτικά αντιδραστικά άλατα που χρησιμοποιούνται σε καύσιμα πυραύλων και βιομηχανικό λευκαντικό, βρίσκονται επίσης σε αφθονία στην επιφάνεια του Άρη. Χωρίς νερό για να ξεπλύνετε, το αλάτι συσσωρεύεται σε αυτά τα ξηρά βουνά της Ανταρκτικής.
"Είναι σαν τη δειγματοληψία στον Άρη", είπε ο Adams. Όταν κολλάτε ένα φτυάρι μέσα, "Ξέρετε ότι είστε το πρώτο πράγμα που ενοχλείτε το έδαφος σε για πάντα - ίσως εκατομμύρια χρόνια".
Οι ερευνητές πρότειναν ότι ακόμη και σε τέτοια μεγάλα υψόμετρα και στις πιο σκληρές συνθήκες, θα εξακολουθούσαν να βρίσκουν ζωντανούς μικροοργανισμούς στο έδαφος. Αλλά αυτές οι προσδοκίες άρχισαν να ξεθωριάζουν στα τέλη του 2018, όταν ο δράκος χρησιμοποίησε μια τεχνική που ονομάζεται αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR) για να ανιχνεύσει το μικροβιακό DNA σε βρωμιά. Ο δράκος εξέτασε 204 δείγματα από βουνά πάνω και κάτω από τον παγετώνα. Τα δείγματα από τα χαμηλότερα βουνά δροσερά έδωσαν μεγάλες ποσότητες DNA. Αλλά τα περισσότερα δείγματα (20%) από μεγάλα υψόμετρα, συμπεριλαμβανομένων των περισσότερων από το Mount Schroeder και Roberts Massif, δεν δοκιμάστηκαν για κανένα αποτέλεσμα, υποδεικνύοντας ότι περιείχαν πολύ λίγους μικροοργανισμούς ή ίσως καθόλου.
«Όταν άρχισε να μου δείχνει κάποια αποτελέσματα, σκέφτηκα,« κάτι δεν πάει καλά », είπε ο Ferrell. Νόμιζε ότι πρέπει να υπάρχει κάτι λάθος με το δείγμα ή τον εξοπλισμό εργαστηρίου.
Ο Dragon διεξήγαγε στη συνέχεια μια σειρά από πρόσθετα πειράματα για να αναζητήσει σημάδια ζωής. Αντιμετώπισε το έδαφος με γλυκόζη για να δει αν ορισμένοι οργανισμοί στο έδαφος το μετατράπηκαν σε διοξείδιο του άνθρακα. Προσπαθούσε να ανακαλύψει μια χημική ουσία που ονομάζεται ATP, η οποία χρησιμοποιείται από όλη τη ζωή στη γη για να αποθηκεύσει ενέργεια. Για αρκετούς μήνες, καλλιεργούσε κομμάτια εδάφους σε διάφορα θρεπτικά μίγματα, προσπαθώντας να πείσει τους υπάρχοντες μικροοργανισμούς να αναπτυχθούν σε αποικίες.
"Ο Nick έριξε τον νεροχύτη της κουζίνας σε αυτά τα δείγματα", δήλωσε ο Ferrell. Παρά όλες αυτές τις δοκιμές, δεν βρήκε τίποτα σε κάποια εδάφη. "Είναι πραγματικά εκπληκτικό."
Η Jacqueline Gurdial, ένας περιβαλλοντικός μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Guelph στον Καναδά, καλεί τα αποτελέσματα "δελεαστικά", ειδικά τις προσπάθειες του Dragon να καθορίσουν ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την πιθανότητα εύρεσης μικροοργανισμών σε μια δεδομένη τοποθεσία. Διαπίστωσε ότι οι συγκεντρώσεις μεγάλου υψομέτρου και υψηλών χλωρικών ήταν οι ισχυρότεροι προγνωστικοί παράγοντες της αποτυχίας της ανίχνευσης της ζωής. "Αυτή είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα ανακάλυψη", δήλωσε ο Goodyear. "Αυτό μας λέει πολλά για τα όρια της ζωής στη γη."
Δεν είναι απόλυτα πεπεισμένη ότι το έδαφός τους είναι πραγματικά άψυχο, εν μέρει λόγω των δικών της εμπειριών σε ένα άλλο μέρος της Ανταρκτικής.
Πριν από μερικά χρόνια, σπούδασε εδάφη από παρόμοιο περιβάλλον στα βουνά Transantarctic, ένα μέρος 500 μίλια βορειοδυτικά του Glacier Shackleton που ονομάζεται University Valley που μπορεί να μην είχε σημαντικές θερμοκρασίες υγρασίας ή τήξης για 120.000 χρόνια. Όταν το επωάστηκε για 20 μήνες στους 23 ° F, μια τυπική θερμοκρασία καλοκαιριού στην κοιλάδα, το έδαφος δεν έδειξε σημάδια ζωής. Αλλά όταν θερμαίνει δείγματα εδάφους λίγους βαθμούς πάνω από το πάγωμα, μερικά έδειξαν βακτηριακή ανάπτυξη.
Για παράδειγμα, οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει ότι τα βακτηριακά κύτταρα παραμένουν ζωντανά ακόμη και μετά από χιλιάδες χρόνια σε παγετώνες. Όταν παγιδεύονται, ο μεταβολισμός του κυττάρου μπορεί να επιβραδύνει ένα εκατομμύριο φορές. Πηγαίνουν σε μια κατάσταση στην οποία δεν αναπτύσσονται πλέον, αλλά μόνο επισκευάζουν τη βλάβη του DNA που προκαλούνται από κοσμικές ακτίνες που διεισδύουν στον πάγο. Ο Goodyear υποθέτει ότι αυτοί οι "αργοί επιζώντες" μπορεί να είναι αυτοί που βρήκε στο College Valley - υποπτεύεται ότι εάν η Dragone και η Firer είχαν αναλύσει 10 φορές περισσότερο έδαφος, θα μπορούσαν να τους βρήκαν στο Roberts Massif ή στο Schroeder Mountain.
Ο Brent Christner, ο οποίος μελετά τα Μικράκια της Ανταρκτικής στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα στο Gainesville, πιστεύει ότι αυτά τα υψόμετρο, ξηρά εδάφη θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη βελτίωση της αναζήτησης για τη ζωή στον Άρη.
Σημείωσε ότι το Viking 1 και το Viking 2 διαστημικό σκάφος, το οποίο προσγειώθηκε στον Άρη το 1976, διεξήγαγε πειράματα ανίχνευσης ζωής που βασίζονται εν μέρει σε μελέτες χαμηλού εδάφους κοντά στις ακτές της Ανταρκτικής, μια περιοχή που ονομάζεται ξηρό κοιλάδα. Ορισμένα από αυτά τα εδάφη γίνονται υγρά από το νερό του τήγματος το καλοκαίρι. Περιέχουν όχι μόνο μικροοργανισμούς, αλλά σε ορισμένα μέρη επίσης μικροσκοπικά σκουλήκια και άλλα ζώα.
Αντίθετα, τα υψηλότερα ξηρά εδάφη του Mount Roberts και του Mount Schroeder μπορούν να παρέχουν καλύτερες δοκιμαστικές περιοχές για τα Martian Instruments.
"Η επιφάνεια του Άρη είναι πολύ κακή", δήλωσε ο Christner. "Κανένας οργανισμός στη Γη δεν μπορεί να επιβιώσει στην επιφάνεια" - τουλάχιστον στην κορυφή ίντσας ή δύο. Οποιοδήποτε διαστημικό σκάφος που πηγαίνει εκεί για να αναζητήσει τη ζωή πρέπει να είναι έτοιμος να λειτουργήσει σε μερικά από τα πιο σκληρά μέρη στη γη.
Πνευματικά δικαιώματα © 1996-2015 Εθνική Γεωγραφική Εταιρεία. Copyright © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Όλα τα δικαιώματα διατηρούνται.