Gleba skalistego grzbietu na środkowej Antarktydzie nigdy nie zawierała mikroorganizmów.
Po raz pierwszy naukowcy odkryli, że wydaje się, że na glebie na powierzchni ziemi nie ma życia. Gleba pochodzi z dwóch smaganych wiatrem, skalistymi grzbietami we wnętrzu Antarktydy, 300 mil od bieguna południowego, gdzie tysiące stóp lodu przenikają góry.
„Ludzie zawsze myśleli, że drobnoustroje są odporne i mogą żyć wszędzie”, mówi Noah Firer, ekolog drobnoustrojowy z University of Colorado Boulder, którego zespół studiuje glebę. W końcu stwierdzono, że organizmy jednokomórkowe żyjące w otworach hydrotermalnych o temperaturach przekraczających 200 stopni Fahrenheita, w jeziorach poniżej pół mili lodu na Antarktydzie, a nawet 120 000 stóp nad stratosferą Ziemi. Ale po roku pracy Ferrer i jego doktorant Nicholas Dragon wciąż nie znaleźli żadnych oznak życia na glebie Antarktycznej, którą zebrali.
Firer i Dragone badali gleby z 11 różnych pasm górskich, reprezentując szeroki zakres warunków. Te, które pochodzą z niższych i mniej zimnych obszarów górskich, zawierają bakterie i grzyby. Ale w niektórych górach dwóch najwyższych, najsuchszych i najzimniejszych pasm górskich nie ma żadnych oznak życia.
„Nie możemy powiedzieć, że są sterylni” - powiedział Ferrer. Mikrobiolodzy są przyzwyczajeni do znajdowania milionów komórek w łyżeczce gleby. Dlatego bardzo mała liczba (np. 100 żywotnych komórek) może uniknąć wykrycia. „Ale o ile wiemy, nie zawierają one żadnych mikroorganizmów”.
Niezależnie od tego, czy jakaś gleba jest naprawdę pozbawiona życia, czy też okazuje się, że zawiera niektóre ocalałe komórki, nowe odkrycia opublikowane niedawno w czasopiśmie JGR Biogeosciences mogą pomóc w poszukiwaniu życia na Marsie. Gleba antarktyczna jest na stałe zamrożona, pełna toksycznych soli i od dwóch milionów lat nie ma dużo płynnej wody - podobnie jak gleba marsjańska.
Zostały one zebrane podczas wyprawy finansowanej przez National Science Foundation w styczniu 2018 r. Do odległych obszarów gór transantarktycznych. Przechodzą przez wnętrze kontynentu, oddzielając wysoki płaskowyż polarny na wschodzie od nisko położonego lodu na zachodzie. Naukowcy rozbili obóz na lodowcu Shackleton, 60-kilometrowym przenośnym pasku lodu, który spływa w przepaści w górach. Używali helikopterów do latania na duże wysokości i pobierania próbek w górę i w dół lodowca.
W ciepłych, mokrych górach u podnóża lodowca, zaledwie kilkaset stóp nad poziomem morza, odkryli, że gleba zamieszkiwała zwierzęta mniejsze niż ziarno sezamowe: mikroskopijne robaki, ośmiu nogawkowe, rotifery i małe robaki. zwane Springtails. Wingowane owady. Te nagie, piaszczyste gleby zawierają mniej niż jedną tysięczną ilość bakterii znalezionych na dobrze wyrządzonym trawniku, wystarczającym, aby zapewnić pokarm dla małych roślinożerców, które czają się pod powierzchnią.
Ale te oznaki życia stopniowo znikają, gdy zespół odwiedził wyższe góry głębiej w lodowca. Na szczycie lodowca odwiedzili dwie góry - Mount Schroeder i Mount Roberts - o wysokości ponad 7000 stóp.
Wizyty w Schroeder Mountain były brutalne, przypomina Byron Adams, biolog z Brigham Young University w Provo, Utah, który prowadził projekt. Temperatura tego letniego dnia jest blisko 0 ° F. Wycie wiatr powoli odparował lód i śnieg, pozostawiając góry, ciągłe zagrożenie dla podnoszenia i rzucania łopat ogrodowych, które przynieśli, by wykopać piasek. Ziemia jest pokryta czerwonawymi skałami wulkanicznymi, które zostały erodowane w ciągu setek milionów lat przez wiatr i deszcz, pozostawiając je workowane i wypolerowane.
Kiedy naukowcy podnieśli skałę, odkryli, że jej podstawa była pokryta skorupą białych soli - toksycznych kryształów nadchloranu, chloranu i azotanu. Perchlorany i chlorany, sole reaktywne korozyjne stosowane w paliwach rakietowych i wybielaczu przemysłowym, występują również w obfitości na powierzchni Marsa. Bez wody do zmycia sól gromadzi się na tych suchych górach antarktycznych.
„To jak próbkowanie Marsa” - powiedział Adams. Kiedy wbijasz łopatę: „Wiesz, że jesteś pierwszą rzeczą, która zakłóca glebę na zawsze - może miliony lat”.
Naukowcy zasugerowali, że nawet na tak dużych wysokościach i w najtrudniejszych warunkach nadal znajdują żywe mikroorganizmy w glebie. Ale te oczekiwania zaczęły zanikać pod koniec 2018 r., Kiedy smok zastosował technikę zwaną reakcją łańcuchową polimerazy (PCR) do wykrywania drobnoustrojowego DNA w brudzie. Dragon przetestował 204 próbki z gór powyżej i poniżej lodowca. Próbki z niższych, chłodniejszych gór dały duże ilości DNA; Ale większość próbek (20%) z dużych wysokości, w tym większość z Mount Schroeder i Roberts Massif, nie została przetestowana pod kątem żadnych wyników, co wskazuje, że zawierały one bardzo niewiele mikroorganizmów, a może w ogóle.
„Kiedy po raz pierwszy zaczął pokazywać mi niektóre wyniki, pomyślałem:„ Coś jest nie tak ” - powiedział Ferrell. Myślał, że musi być coś złego w próbce lub sprzęcie laboratoryjnym.
Następnie Dragon przeprowadził szereg dodatkowych eksperymentów w celu wyszukiwania oznak życia. Traktował glebę glukozą, aby sprawdzić, czy niektóre organizmy w glebie przekształciły ją w dwutlenek węgla. Próbował odkryć substancję chemiczną o nazwie ATP, która jest wykorzystywana przez całe życie na ziemi do przechowywania energii. Przez kilka miesięcy uprawiał kawałki gleby w różnych mieszaninach składników odżywczych, próbując przekonać istniejące mikroorganizmy do wyrośania w kolonie.
„Nick wrzucił zlew kuchenny w te próbki” - powiedział Ferrell. Pomimo tych wszystkich testów wciąż nie znalazł nic w niektórych glebach. „To naprawdę niesamowite”.
Jacqueline Gurdial, mikrobiolog środowiskowy z University of Guelph w Kanadzie, nazywa wyniki „kuszącymi”, zwłaszcza wysiłkami smoka w celu ustalenia, jakie czynniki wpływają na prawdopodobieństwo znalezienia mikroorganizmów w danym miejscu. Stwierdził, że wysokie i wysokie stężenia chloranu były najsilniejszymi predyktorami braku wykrywania życia. „To bardzo interesujące odkrycie” - powiedział Goodyear. „To wiele mówi nam o granicach życia na ziemi”.
Nie jest całkowicie przekonana, że ​​ich gleba jest naprawdę pozbawiona życia, częściowo ze względu na swoje własne doświadczenia w innej części Antarktydy.
Kilka lat temu badała gleby z podobnego środowiska w górach transantarktycznych, miejsce 500 mil na północny zachód od lodowca Shackleton o nazwie University Valley, który mógł nie mieć znacznych temperatur wilgoci lub stopu przez 120 000 lat. Kiedy inkubowała go przez 20 miesięcy w 23 ° F, typową temperaturę letnią w dolinie, gleba nie wykazywała oznak życia. Ale kiedy podgrzewała próbki gleby o kilka stopni powyżej zamrażania, niektórzy wykazali wzrost bakterii.
Na przykład naukowcy odkryli, że komórki bakteryjne pozostają przy życiu nawet po tysiącach lat w lodowcach. Kiedy zostają uwięzieni, metabolizm komórki może zwolnić milion razy. Wchodzą w stan, w którym już nie rosną, ale naprawiają jedynie uszkodzenie DNA spowodowane promieniami kosmicznymi penetrującymi lód. Goodyear spekuluje, że ci „powolni ocalali” mogą być tymi, które znalazła w dolinie College - podejrzewa, że ​​jeśli Dragone i Firer przeanalizowali 10 razy więcej gleby, mogliby znaleźć je w Roberts Massif lub Schroeder Mountain.
Brent Christner, który studiuje drobnoustroje Antarktyczne na University of Florida w Gainesville, uważa, że ​​te suche gleby na wysokim poziomie mogą pomóc w poszukiwaniu życia na Marsie.
Zauważył, że statek kosmiczny Viking 1 i Viking 2, który wylądował na Marsie w 1976 r., Przeprowadził eksperymenty z wykrywaniem życia oparte częściowo na badaniach nisko położonej gleby w pobliżu wybrzeża Antarktydy, regionie zwanego suchymi dolinami. Niektóre z tych gleby mokają latem z topplasy. Zawierają nie tylko mikroorganizmy, ale w niektórych miejscach również małe robaki i inne zwierzęta.
Natomiast wyższe, suche gleby Mount Roberts i Mount Schroeder mogą zapewnić lepsze testy testowe dla instrumentów marsjańskich.
„Powierzchnia Marsa jest bardzo zła” - powiedział Christner. „Żaden organizm na Ziemi nie może przetrwać na powierzchni” - co najmniej w górnym calu lub dwóch. Każdy statek kosmiczny, który tam poszukiwał życia, musi być przygotowany do działania w niektórych z najsurowszych miejsc na Ziemi.
Copyright © 1996–2015 National Geographic Society. Copyright © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Wszelkie prawa zastrzeżone.