Το έδαφος της βραχώδους κορυφογραμμής στην κεντρική Ανταρκτική δεν περιείχε ποτέ μικροοργανισμούς.
Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι δεν φαίνεται να υπάρχει ζωή στο έδαφος στην επιφάνεια της Γης. Το έδαφος προέρχεται από δύο ανεμοδαρμένες, βραχώδεις κορυφογραμμές στο εσωτερικό της Ανταρκτικής, 480 χιλιόμετρα από τον Νότιο Πόλο, όπου χιλιάδες πόδια πάγου διαπερνούν τα βουνά.
«Οι άνθρωποι πάντα πίστευαν ότι τα μικρόβια είναι ανθεκτικά και μπορούν να ζήσουν οπουδήποτε», λέει ο Noah Firer, μικροβιακός οικολόγος στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο στο Μπόλντερ, του οποίου η ομάδα μελετά το έδαφος. Άλλωστε, μονοκύτταροι οργανισμοί έχουν βρεθεί να ζουν σε υδροθερμικές πηγές με θερμοκρασίες που υπερβαίνουν τους 200 βαθμούς Φαρενάιτ, σε λίμνες κάτω από μισό μίλι πάγου στην Ανταρκτική, ακόμη και 120.000 πόδια πάνω από τη στρατόσφαιρα της Γης. Αλλά μετά από ένα χρόνο εργασίας, ο Ferrer και ο διδακτορικός φοιτητής του, Nicholas Dragon, δεν έχουν βρει ακόμη κανένα σημάδι ζωής στο έδαφος της Ανταρκτικής που συνέλεξαν.
Οι Firer και Dragone μελέτησαν εδάφη από 11 διαφορετικές οροσειρές, που αντιπροσωπεύουν ένα ευρύ φάσμα συνθηκών. Αυτά που προέρχονται από χαμηλότερες και λιγότερο ψυχρές ορεινές περιοχές περιέχουν βακτήρια και μύκητες. Αλλά σε ορισμένα βουνά των δύο υψηλότερων, ξηρότερων και ψυχρότερων οροσειρών δεν υπάρχουν σημάδια ζωής.
«Δεν μπορούμε να πούμε ότι είναι στείρα», είπε ο Φερέρ. Οι μικροβιολόγοι έχουν συνηθίσει να βρίσκουν εκατομμύρια κύτταρα σε ένα κουταλάκι του γλυκού χώμα. Επομένως, ένας πολύ μικρός αριθμός (π.χ. 100 βιώσιμα κύτταρα) μπορεί να διαφύγει της ανίχνευσης. «Αλλά από όσο γνωρίζουμε, δεν περιέχουν μικροοργανισμούς».
Είτε κάποιο έδαφος είναι πραγματικά απαλλαγμένο από ζωή είτε αργότερα ανακαλύπτεται ότι περιέχει κάποια επιζώντα κύτταρα, νέα ευρήματα που δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο περιοδικό JGR Biogeosciences θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αναζήτηση ζωής στον Άρη. Το έδαφος της Ανταρκτικής είναι μόνιμα παγωμένο, γεμάτο τοξικά άλατα και δεν έχει πολύ υγρό νερό εδώ και δύο εκατομμύρια χρόνια - παρόμοιο 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 Υπερανταρκτικών Ορέων. Διέρχονται από το εσωτερικό της ηπείρου, χωρίζοντας το ψηλό πολικό οροπέδιο στα ανατολικά από τον χαμηλό πάγο στα δυτικά. Οι επιστήμονες έστησαν στρατόπεδο στον παγετώνα Shackleton, έναν μεταφορικό ιμάντα πάγου μήκους 60 μιλίων που ρέει κάτω από ένα χάσμα στα βουνά. Χρησιμοποίησαν ελικόπτερα για να πετάξουν σε μεγάλα υψόμετρα και να συλλέξουν δείγματα πάνω και κάτω από τον παγετώνα.
Στα ζεστά, υγρά βουνά στους πρόποδες ενός παγετώνα, μόλις μερικές εκατοντάδες πόδια πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, ανακάλυψαν ότι το έδαφος κατοικούνταν από ζώα μικρότερα από έναν σπόρο σουσαμιού: μικροσκοπικά σκουλήκια, οκτάποδα βραδύποδα, τροχόζωα και μικροσκοπικά σκουλήκια, που ονομάζονται springtails. Φτερωτά έντομα. Αυτά τα γυμνά, αμμώδη εδάφη περιέχουν λιγότερο από το ένα χιλιοστό της ποσότητας βακτηρίων που βρίσκεται σε ένα καλοδιατηρημένο γκαζόν, αρκετά για να παρέχουν τροφή στα μικρά φυτοφάγα ζώα που κρύβονται κάτω από την επιφάνεια.
Αλλά αυτά τα σημάδια ζωής σταδιακά εξαφανίστηκαν καθώς η ομάδα επισκέφτηκε υψηλότερα βουνά βαθύτερα μέσα στον παγετώνα. Στην κορυφή του παγετώνα, επισκέφτηκαν δύο βουνά - το όρος Σρέντερ και το όρος Ρόμπερτς - τα οποία έχουν ύψος πάνω από 7.000 πόδια.
Οι επισκέψεις στο όρος Σρέντερ ήταν βάναυσες, θυμάται ο Μπάιρον Άνταμς, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Μπρίγκαμ Γιανγκ στο Πρόβο της Γιούτα, ο οποίος ηγήθηκε του έργου. Η θερμοκρασία αυτή την καλοκαιρινή μέρα είναι κοντά στους 0°F. Ο ουρλιαχτός άνεμος εξατμίζει αργά τον πάγο και το χιόνι, αφήνοντας τα βουνά γυμνά, μια συνεχή απειλή για το ανέβασμα και την ρίψη των φτυαριών κήπου που είχαν φέρει για να σκάψουν την άμμο. Η γη είναι καλυμμένη με κοκκινωπά ηφαιστειακά πετρώματα που έχουν διαβρωθεί εδώ και εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια από τον άνεμο και τη βροχή, αφήνοντάς τα γυαλισμένα και λαξευμένα.
Όταν οι επιστήμονες σήκωσαν τον βράχο, ανακάλυψαν ότι η βάση του ήταν καλυμμένη με μια κρούστα από λευκά άλατα - τοξικούς κρυστάλλους υπερχλωρικού, χλωρικού και νιτρικού άλατος. Τα υπερχλωρικά και τα χλωρικά άλατα, διαβρωτικά αντιδρώντα άλατα που χρησιμοποιούνται σε καύσιμα πυραύλων και βιομηχανική χλωρίνη, βρίσκονται επίσης σε αφθονία στην επιφάνεια του Άρη. Χωρίς νερό για να ξεπλυθεί, το αλάτι συσσωρεύεται σε αυτά τα ξηρά βουνά της Ανταρκτικής.
«Είναι σαν να λαμβάνεις δείγματα στον Άρη», είπε ο Άνταμς. Όταν βάζεις ένα φτυάρι μέσα, «ξέρεις ότι είσαι το πρώτο πράγμα που διαταράσσει το έδαφος για πάντα — ίσως εκατομμύρια χρόνια μετά».
Οι ερευνητές υποστήριξαν ότι ακόμη και σε τόσο μεγάλα υψόμετρα και στις πιο σκληρές συνθήκες, θα έβρισκαν ζωντανούς μικροοργανισμούς στο έδαφος. Αλλά αυτές οι προσδοκίες άρχισαν να εξασθενούν στα τέλη του 2018, όταν η Dragon χρησιμοποίησε μια τεχνική που ονομάζεται αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR) για την ανίχνευση μικροβιακού DNA στο χώμα. Η Dragon εξέτασε 204 δείγματα από βουνά πάνω και κάτω από τον παγετώνα. Δείγματα από χαμηλότερα, ψυχρότερα βουνά απέδωσαν μεγάλες ποσότητες DNA. Αλλά τα περισσότερα δείγματα (20%) από μεγάλα υψόμετρα, συμπεριλαμβανομένων των περισσότερων από το όρος Schroeder και το Roberts Massif, δεν ελέγχθηκαν 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 Φέρελ. Σκέφτηκε ότι κάτι δεν πάει καλά με το δείγμα ή τον εργαστηριακό εξοπλισμό.
Στη συνέχεια, ο Dragon διεξήγαγε μια σειρά από επιπλέον πειράματα για να αναζητήσει σημάδια ζωής. Επεξεργάστηκε το έδαφος με γλυκόζη για να δει αν ορισμένοι οργανισμοί στο έδαφος το μετέτρεπαν σε διοξείδιο του άνθρακα. Προσπαθούσε να ανακαλύψει μια χημική ουσία που ονομάζεται ATP, η οποία χρησιμοποιείται από κάθε μορφή ζωής στη Γη για την αποθήκευση ενέργειας. Για αρκετούς μήνες, καλλιέργησε κομμάτια εδάφους σε διάφορα μείγματα θρεπτικών συστατικών, προσπαθώντας να πείσει τους υπάρχοντες μικροοργανισμούς να αναπτυχθούν σε αποικίες.
«Ο Νικ πέταξε τον νεροχύτη της κουζίνας σε αυτά τα δείγματα», είπε ο Φέρελ. Παρά όλες αυτές τις δοκιμές, δεν βρήκε τίποτα σε ορισμένα εδάφη. «Είναι πραγματικά εκπληκτικό».
Η Jacqueline Gurdial, περιβαλλοντική μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο Guelph στον Καναδά, αποκαλεί τα αποτελέσματα «δελεαστικά», ειδικά τις προσπάθειες του Dragon να προσδιορίσει ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την πιθανότητα εύρεσης μικροοργανισμών σε μια δεδομένη τοποθεσία. Διαπίστωσε ότι το μεγάλο υψόμετρο και οι υψηλές συγκεντρώσεις χλωρικού ήταν οι ισχυρότεροι προγνωστικοί παράγοντες αποτυχίας ανίχνευσης 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 αρκετά χρόνια, μελέτησε εδάφη από ένα παρόμοιο περιβάλλον στα Τρανταρκτικά Όρη, ένα μέρος 500 μίλια βορειοδυτικά του παγετώνα Shackleton που ονομάζεται University Valley, το οποίο μπορεί να μην είχε σημαντική υγρασία ή θερμοκρασίες τήξης για 120.000 χρόνια. Όταν το επώασε για 20 μήνες στους 23°F, μια τυπική καλοκαιρινή θερμοκρασία στην κοιλάδα, το έδαφος δεν έδειξε σημάδια ζωής. Αλλά όταν θέρμανε δείγματα εδάφους λίγους βαθμούς πάνω από το μηδέν, ορισμένα έδειξαν βακτηριακή ανάπτυξη.
Για παράδειγμα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα βακτηριακά κύτταρα παραμένουν ζωντανά ακόμη και μετά από χιλιάδες χρόνια σε παγετώνες. Όταν παγιδευτούν, ο μεταβολισμός τους μπορεί να επιβραδυνθεί ένα εκατομμύριο φορές. Μεταβαίνουν σε μια κατάσταση στην οποία δεν αναπτύσσονται πλέον, αλλά μόνο επιδιορθώνουν τη βλάβη στο DNA που προκαλείται από τις κοσμικές ακτίνες που διεισδύουν στον πάγο. Η Goodyear εικάζει ότι αυτοί οι «αργοί επιζώντες» μπορεί να είναι αυτοί που βρήκε στην Κολέγιο Βάλεϊ - υποψιάζεται ότι αν οι Dragone και Firer είχαν αναλύσει 10 φορές περισσότερο έδαφος, μπορεί να τους είχαν βρει στο Ρόμπερτς Μάσιφ ή στο Σρέντερ Μάουντεν.
Ο Μπρεντ Κρίστνερ, ο οποίος μελετά τα μικρόβια της Ανταρκτικής στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα στο Γκέινσβιλ, πιστεύει ότι αυτά τα ξηρά εδάφη μεγάλου υψομέτρου θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη βελτίωση της αναζήτησης ζωής στον Άρη.
Σημείωσε ότι τα διαστημόπλοια Viking 1 και Viking 2, τα οποία προσγειώθηκαν στον Άρη το 1976, διεξήγαγαν πειράματα ανίχνευσης ζωής βασισμένα εν μέρει σε μελέτες χαμηλού εδάφους κοντά στις ακτές της Ανταρκτικής, μια περιοχή που ονομάζεται Ξηρές Κοιλάδες. Μερικά από αυτά τα εδάφη υγραίνονται από το νερό που λιώνει το καλοκαίρι. Περιέχουν όχι μόνο μικροοργανισμούς, αλλά σε ορισμένα σημεία και μικροσκοπικά σκουλήκια και άλλα ζώα.
Αντίθετα, τα υψηλότερα, ξηρά εδάφη του Όρους Ρόμπερτς και του Όρους Σρέντερ μπορεί να παρέχουν καλύτερα εδάφη δοκιμών για τα όργανα του Άρη.
«Η επιφάνεια του Άρη είναι πολύ κακή», είπε ο Κρίστνερ. «Κανένας οργανισμός στη Γη δεν μπορεί να επιβιώσει στην επιφάνεια» - τουλάχιστον το τελευταίο ή δύο εκατοστά. Οποιοδήποτε διαστημόπλοιο πηγαίνει εκεί αναζητώντας ζωή πρέπει να είναι προετοιμασμένο να επιχειρήσει σε μερικά από τα πιο σκληρά μέρη της Γης.
Πνευματικά δικαιώματα © 1996–2015 National Geographic Society. Πνευματικά δικαιώματα © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Με επιφύλαξη παντός δικαιώματος.