Akmeņainās grēdas augsne Antarktīdas centrālajā daļā nekad nav saturējusi mikroorganismus.
Pirmo reizi zinātnieki ir atklājuši, ka uz zemes virsmas augsnē šķiet, ka augsnē nav dzīvības. Augsne nāk no divām vējš, akmeņainām grēdām Antarktīdas interjerā, 300 jūdžu attālumā no dienvidu pola, kur kalnos iekļūst tūkstošiem pēdu ledus.
“Cilvēki vienmēr ir domājuši, ka mikrobi ir izturīgi un var dzīvot jebkur,” saka Noa Firer, Kolorādo Universitātes Bouldera mikrobu ekologs, kura komanda studē augsni. Galu galā ir atrasti vienšūni organismi, kas dzīvo hidrotermiskās ventilācijas atverēs ar temperatūru, kas pārsniedz 200 grādus pēc Fārenheita, ezeros zem pusjūdzes ledus Antarktīdā un pat 120 000 pēdu virs Zemes stratosfēras. Bet pēc gada darba Ferrers un viņa doktorants Nikolajs Pūķis joprojām nav atraduši dzīvības pazīmes Antarktikas augsnē, kuru viņi savāca.
Ugunsdzēsības un Dragone pētīja augsnes no 11 dažādiem kalnu grēdām, kas pārstāv plašu apstākļu diapazonu. Tie, kas nāk no zemākiem un mazāk aukstiem kalnu apgabaliem, satur baktērijas un sēnītes. Bet dažos divu augstāko, sausāko un aukstāko kalnu grēdu kalnos nav dzīvības pazīmju.
"Mēs nevaram teikt, ka viņi ir sterili," sacīja Ferrers. Mikrobiologi ir pieraduši atrast miljoniem šūnu tējkarotē augsnē. Tāpēc ļoti mazs skaits (piemēram, 100 dzīvotspējīgas šūnas) var izvairīties no noteikšanas. "Bet, cik mēs zinām, tie nesatur mikroorganismus."
Neatkarīgi no tā, vai kādai augsnei nav patiesas dzīves vai vēlāk tiek atklāts, ka tajā ir dažas izdzīvojušas šūnas, jauni atklājumi, kas nesen publicēti žurnālā JGR biogeoscices, varētu palīdzēt meklēt dzīvi uz Marsa. Antarktikas augsne ir pastāvīgi sasaldēta, pilna ar toksiskiem sāļiem, un divus miljonus gadu tai nav bijis daudz šķidra ūdens - līdzīgi Marsa augsnei.
Viņi tika savākti Nacionālā zinātnes fonda finansētās ekspedīcijas laikā 2018. gada janvārī uz attāliem Transantarktisko kalnu rajoniem. Viņi iziet cauri kontinenta interjeram, atdalot augsto polāro plato austrumos no zemu esošā ledus rietumos. Zinātnieki uzstādīja nometni uz Shackleton Glacier-60 jūdžu konveijera lentes ledus, kas kalnos plūst pa šķembu. Viņi izmantoja helikopterus, lai lidotu uz augstu augstumu un savāktu paraugus augšup un lejup pa ledāju.
Siltos, slapjos kalnos ledāja pakājē, tikai dažus simtus pēdu virs jūras līmeņa, viņi atklāja, ka augsni apdzīvo dzīvnieki, kas ir mazāki par sezama sēklām: mikroskopiskiem tārpiem, astoņkāju tardigrades, rotifers un niecīgi tārpi. sauc par Springtails. Spārnoti kukaiņi. Šīs kailās, smilšainās augsnes satur mazāk nekā tūkstoš daļu baktēriju daudzuma, kas atrodams labi pārvaldītā zālienā, kas ir pietiekami, lai nodrošinātu pārtiku mazajiem zālēdājiem, kas slēpjas zem virsmas.
Bet šīs dzīves pazīmes pakāpeniski pazuda, kad komanda apmeklēja augstākus kalnus dziļāk ledājā. Ledāju augšdaļā viņi apmeklēja divus kalnus - Mount Schroeder un Roberts kalnu -, kas ir vairāk nekā 7000 pēdu augsts.
Apmeklējumi Schroeder Mountain bija brutāli, atgādina Bairons Adams, Brigham Young University Provo, Jūtā, biologs, kurš vadīja projektu. Temperatūra šajā vasaras dienā ir tuvu 0 ° F. Kaucošais vējš lēnām iztvaicēja ledu un sniegu, atstājot kalnus plikus, pastāvīgus draudus dārza lāpstu pacelšanai un mešanai, ko viņi bija atvesti, lai izrakt smiltis. Zeme ir pārklāta ar sarkanīgu vulkānisko klintīm, kuras simtiem miljonu gadu laikā ir iznīcinājušas vējš un lietus, atstājot tās novietotas un slīpētas.
Kad zinātnieki pacēla klinti, viņi atklāja, ka tās pamatne ir pārklāta ar baltu sāļu garozu - toksiskiem perhlorāta, hlorāta un nitrāta kristāliem. Perhlorāti un hlorāti, korozīvi reaģējoši sāļi, ko izmanto raķešu degvielā un rūpnieciskajā balinātājā, ir atrodami arī pārpilnībā uz Marsa virsmas. Bez ūdens, lai mazgātu, sāls uzkrājas uz šiem sausajiem Antarktikas kalniem.
"Tas ir tāpat kā paraugu ņemšana uz Marsa," sacīja Adams. Iekļaujot lāpstu: "Jūs zināt, ka esat pirmais, kas mūžīgi traucē augsni - varbūt miljoniem gadu."
Pētnieki ierosināja, ka pat tik lielā augstumā un skarbākajos apstākļos viņi joprojām atradīs dzīvus mikroorganismus augsnē. Bet šīs cerības sāka izbalēt 2018. gada beigās, kad Dragon izmantoja paņēmienu, ko sauc par polimerāzes ķēdes reakciju (PCR), lai noteiktu mikrobu DNS netīrumos. Pūķis pārbaudīja 204 paraugus no kalniem virs un zem ledāja. Paraugi no apakšējiem, vēsākiem kalniem deva lielu daudzumu DNS; Bet lielākā daļa paraugu (20%) no lieliem augstumiem, ieskaitot visvairāk no Schroeder kalna un Roberta Massif, netika pārbaudīti nekādi rezultāti, norādot, ka tiem ir ļoti maz mikroorganismu vai varbūt neviena vispār.
"Kad viņš pirmo reizi sāka man parādīt dažus rezultātus, es domāju:" Kaut kas nav kārtībā "," sacīja Ferrels. Viņš domāja, ka ar paraugu vai laboratorijas aprīkojumu ir jābūt kaut kam nepareizam.
Pēc tam pūķis veica virkni papildu eksperimentu, lai meklētu dzīvības pazīmes. Viņš apstrādāja augsni ar glikozi, lai redzētu, vai daži organismi augsnē to pārveidoja par oglekļa dioksīdu. Viņš mēģināja atklāt ķīmisko vielu, ko sauc par ATP, kuru visu dzīvību izmanto uz Zemes enerģijas glabāšanai. Vairākus mēnešus viņš kultivēja augsnes gabalus dažādos barības vielu maisījumos, mēģinot pārliecināt esošos mikroorganismus izaugt par kolonijām.
"Niks iemeta virtuves izlietni pie šiem paraugiem," sacīja Ferrels. Neskatoties uz visiem šiem testiem, viņš dažās augsnēs joprojām neko neatrada. "Tas ir patiešām pārsteidzoši."
Žaklīna Gurdial, Vides mikrobioloģe Kanādas Guelfas universitātē, rezultātus sauc par “vilinošiem”, it īpaši Dragon centieniem noteikt, kādi faktori ietekmē iespējamību atrast mikroorganismus noteiktā vietā. Viņš atklāja, ka lielākais augstums un augsta hlorāta koncentrācija ir spēcīgākie dzīves prognozētāji. "Šis ir ļoti interesants atklājums," sacīja Goodyear. "Tas mums daudz stāsta par dzīvības robežām uz zemes."
Viņa nav pilnībā pārliecināta, ka viņu augsne ir patiesi nedzīva, daļēji pateicoties viņas pašas pieredzei citā Antarktīdas daļā.
Pirms vairākiem gadiem viņa pētīja augsnes no līdzīgas vides Transantarktiskajos kalnos - vietā, kas atrodas 500 jūdzes uz ziemeļrietumiem no Šakletonas ledāja, ko sauc par University Valley, kurai, iespējams, nav bijusi ievērojama mitruma vai kausēšanas temperatūra 120 000 gadu laikā. Kad viņa to inkubēja 20 mēnešus 23 ° F, tipiska vasaras temperatūra ielejā, augsne neuzrādīja dzīvības pazīmes. Bet, kad viņa karsēja augsnes paraugus dažus grādus virs sasalšanas, daži parādīja baktēriju augšanu.
Piemēram, zinātnieki ir atklājuši, ka baktēriju šūnas paliek dzīvas pat pēc tūkstošiem gadu ledāju. Kad viņi ir ieslodzīti, šūnas metabolisms var palēnināties miljons reižu. Viņi nonāk stāvoklī, kurā viņi vairs neaug, bet tikai remontē DNS bojājumus, ko izraisa kosmiskie stari, kas iekļūst ledus. Goodyear spekulē, ka šie “lēnie izdzīvojušie” var būt tie, kurus viņa atrada Koledžas ielejā - viņai ir aizdomas, ka, ja Dragone un Firer būtu analizējis 10 reizes vairāk augsnes, viņi, iespējams, būtu tos atraduši Roberts Massif vai Schroeder Mountain.
Brents Kristners, kurš pēta Antarktikas mikrobus Floridas universitātē Geinsvilā, uzskata, ka šīs augstās augstuma, sausās augsnes varētu palīdzēt uzlabot dzīves meklēšanu uz Marsa.
Viņš atzīmēja, ka Viking 1 un Viking 2 kosmosa kuģis, kas 1976. gadā nolaidās uz Marsa, veica dzīves noteikšanas eksperimentus, kas daļēji balstījās uz zemu augsnes zemu augsnes pētījumiem netālu no Antarktīdas krastiem-reģionā, ko sauc par sausām ielejām. Dažas no šīm augsnēm vasarā kļūst mitras no kausēšanas ūdens. Tie satur ne tikai mikroorganismus, bet arī dažās vietās arī sīki tārpi un citi dzīvnieki.
Turpretī augstāka, sausa Roberta kalna un Schroeder kalna augsne var nodrošināt labākus Marsa instrumentu pārbaudes vietas.
"Marsa virsma ir ļoti slikta," sacīja Kristners. “Neviens organisms uz zemes nevar izdzīvot uz virsmas” - vismaz augšējā colla vai divi. Visiem kosmosa kuģiem, kas tur dodas, meklējot dzīvību, jābūt gataviem darboties dažās skarbākajās vietās uz Zemes.
Autortiesības © 1996–2015 Nacionālā ģeogrāfiskā biedrība. Autortiesības © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Visas tiesības aizsargātas.