Tla skalnatega grebena v osrednji Antarktiki niso nikoli vsebovala mikroorganizmov.
Znanstveniki so prvič odkrili, da v tleh na Zemljini površini očitno ni življenja. Tla prihajajo iz dveh vetrovnih, skalnatih grebenov v notranjosti Antarktike, 480 kilometrov od južnega tečaja, kjer skozi gore prodira na tisoče metrov ledu.
»Ljudje so vedno mislili, da so mikrobi odporni in da lahko živijo kjer koli,« pravi Noah Firer, mikrobni ekolog na Univerzi v Koloradu v Boulderju, čigar ekipa preučuje tla. Navsezadnje so enocelične organizme našli v hidrotermalnih vrelcih s temperaturami nad 93 stopinj Celzija, v jezerih pod pol milje debelim ledom na Antarktiki in celo 36.000 metrov nad Zemljino stratosfero. Toda po letu dela Ferrer in njegov doktorski študent Nicholas Dragon še vedno nista našla nobenih znakov življenja v antarktični zemlji, ki sta jo zbrala.
Firer in Dragone sta preučevala tla iz 11 različnih gorskih verig, ki predstavljajo širok razpon pogojev. Tla, ki prihajajo iz nižjih in manj hladnih gorskih območij, vsebujejo bakterije in glive. V nekaterih gorah dveh najvišjih, najsušnejših in najhladnejših gorskih verig pa ni znakov življenja.
»Ne moremo reči, da so sterilne,« je dejal Ferrer. Mikrobiologi so vajeni najti milijone celic v čajni žlički zemlje. Zato lahko zelo majhno število (npr. 100 živih celic) uide odkritju. »Vendar, kolikor vemo, ne vsebujejo nobenih mikroorganizmov.«
Ne glede na to, ali so nekatera tla resnično brez življenja ali pa se kasneje odkrije, da vsebujejo nekaj preživelih celic, bi lahko nove ugotovitve, nedavno objavljene v reviji JGR Biogeosciences, pomagale pri iskanju življenja na Marsu. Antarktična tla so trajno zamrznjena, polna strupenih soli in že dva milijona let nimajo veliko tekoče vode – podobno kot marsovska tla.
Zbrali so jih med ekspedicijo, ki jo je financirala Nacionalna znanstvena fundacija januarja 2018, na oddaljena območja Transantarktičnega gorovja. Potekajo skozi notranjost celine in ločujejo visoko polarno planoto na vzhodu od nizko ležečega ledu na zahodu. Znanstveniki so postavili tabor na ledeniku Shackleton, 60 milj dolgem tekočem traku ledu, ki teče po breznu v gorah. S helikopterji so leteli na velike nadmorske višine in zbirali vzorce gor in dol po ledeniku.
V toplih, vlažnih gorah ob vznožju ledenika, le nekaj sto metrov nad morsko gladino, so odkrili, da v tleh živijo živali, manjše od sezamovega semena: mikroskopski črvi, osemnožni tardigradi, kolobarji in drobni črvi, imenovani skoki. Krilate žuželke. Ta gola, peščena tla vsebujejo manj kot tisočinko količine bakterij, ki jih najdemo v dobro vzdrževani trati, kar je dovolj, da zagotovi hrano za majhne rastlinojedce, ki se skrivajo pod površjem.
Toda ti znaki življenja so postopoma izginili, ko je ekipa obiskala višje gore globlje v ledeniku. Na vrhu ledenika so obiskali dve gori – Mount Schroeder in Mount Roberts – ki sta visoki več kot 2100 metrov.
Obiski gore Schroeder so bili brutalni, se spominja Byron Adams, biolog na Univerzi Brigham Young v Provu v Utahu, ki je vodil projekt. Temperatura tega poletnega dne je blizu 0 °F. Tuleč veter je počasi izhlapel led in sneg, gore pa so ostale gole, kar je bila stalna grožnja dvigovanju in metanju vrtnih lopat, ki so jih prinesli s seboj, da bi izkopali pesek. Dežela je prekrita z rdečkastimi vulkanskimi kamninami, ki jih je veter in dež erodiral več sto milijonov let, zaradi česar so razjedene in spolirane.
Ko so znanstveniki dvignili skalo, so odkrili, da je njena osnova prekrita s skorjo belih soli – strupenih kristalov perklorata, klorata in nitrata. Perklorati in klorati, korozivno reaktivne soli, ki se uporabljajo v raketnem gorivu in industrijskem belilu, so v izobilju tudi na površini Marsa. Ker ni vode, ki bi jo bilo treba sprati, se sol kopiči na teh suhih antarktičnih gorah.
»To je kot vzorčenje na Marsu,« je dejal Adams. Ko zapičiš lopato v zemljo, »veš, da si prva stvar, ki bo pretresla zemljo po večnosti – morda milijonih let.«
Raziskovalci so predlagali, da bi tudi na tako visokih nadmorskih višinah in v najtežjih pogojih v tleh še vedno našli žive mikroorganizme. Toda ta pričakovanja so začela bledeti konec leta 2018, ko je Dragon uporabil tehniko, imenovano verižna reakcija s polimerazo (PCR), za odkrivanje mikrobne DNK v umazaniji. Dragon je testiral 204 vzorce iz gora nad in pod ledenikom. Vzorci iz nižjih, hladnejših gora so dali velike količine DNK; vendar večina vzorcev (20 %) z visokih nadmorskih višin, vključno z večino z gore Schroeder in masiva Roberts, ni bila testirana za nobene rezultate, kar kaže na to, da so vsebovali zelo malo mikroorganizmov ali pa jih sploh ni bilo.
»Ko mi je prvič začel kazati nekaj rezultatov, sem pomislil: 'Nekaj ​​je narobe,'« je dejal Ferrell. Mislil je, da mora biti nekaj narobe z vzorcem ali laboratorijsko opremo.
Dragon je nato izvedel vrsto dodatnih poskusov, da bi poiskal znake življenja. Tla je obdelal z glukozo, da bi ugotovil, ali določeni organizmi v tleh to pretvorijo v ogljikov dioksid. Poskušal je odkriti kemikalijo, imenovano ATP, ki jo vse življenje na Zemlji uporablja za shranjevanje energije. Več mesecev je gojil koščke zemlje v različnih mešanicah hranil in poskušal prepričati obstoječe mikroorganizme, da se razrastejo v kolonije.
»Nick je vrgel kuhinjsko korito v te vzorce,« je dejal Ferrell. Kljub vsem tem testom v nekaterih tleh še vedno ni našel ničesar. »Res neverjetno.«
Jacqueline Gurdial, okoljska mikrobiologinja na Univerzi v Guelphu v Kanadi, rezultate imenuje »privlačne«, zlasti Dragonova prizadevanja za določitev dejavnikov, ki vplivajo na verjetnost najdbe mikroorganizmov na določeni lokaciji. Ugotovil je, da sta visoka nadmorska višina in visoke koncentracije klorata najmočnejši napovedovalca neuspeha pri odkrivanju življenja. »To je zelo zanimivo odkritje,« je dejal Goodyear. »To nam veliko pove o mejah življenja na Zemlji.«
Ni povsem prepričana, da so njihova tla resnično brez življenja, deloma zaradi lastnih izkušenj v drugem delu Antarktike.
Pred nekaj leti je preučevala tla iz podobnega okolja v Transantarktičnem gorovju, kraju 800 kilometrov severozahodno od ledenika Shackleton, imenovanem University Valley, ki morda že 120.000 let ni imel znatne vlage ali temperature taljenja. Ko jih je 20 mesecev inkubirala pri -5 °C, kar je tipična poletna temperatura v dolini, tla niso kazala znakov življenja. Ko pa je vzorce tal segrela nekaj stopinj nad ledišče, so nekateri pokazali rast bakterij.
Znanstveniki so na primer odkrili, da bakterijske celice ostanejo žive tudi po tisočih letih v ledenikih. Ko se ujamejo, se lahko metabolizem celic milijonkrat upočasni. Preidejo v stanje, v katerem ne rastejo več, ampak le popravljajo poškodbe DNK, ki jih povzročijo kozmični žarki, ki prodirajo skozi led. Goodyear domneva, da so ti »počasni preživeli« morda tisti, ki jih je našla v College Valleyju – sumi, da bi jih Dragone in Firer, če bi analizirala 10-krat več zemlje, morda našla v Robertsovem masivu ali Schroeder Mountainu.
Brent Christner, ki na Univerzi na Floridi v Gainesvillu preučuje antarktične mikrobe, verjame, da bi ta visokogorska, suha tla lahko pomagala izboljšati iskanje življenja na Marsu.
Opozoril je, da sta vesoljski plovili Viking 1 in Viking 2, ki sta leta 1976 pristali na Marsu, izvedli poskuse odkrivanja življenja, ki so deloma temeljili na študijah nizko ležečih tal blizu obale Antarktike, območja, imenovanega Suhe doline. Nekatera od teh tal se poleti navlažijo zaradi taline. Vsebujejo ne le mikroorganizme, temveč ponekod tudi drobne črve in druge živali.
V nasprotju s tem pa lahko višja, suha tla gora Roberts in Schroeder nudijo boljša testna območja za marsovske instrumente.
»Površina Marsa je zelo slaba,« je dejal Christner. »Noben organizem na Zemlji ne more preživeti na površini« – vsaj zgornji centimeter ali dva. Vsako vesoljsko plovilo, ki gre tja iskat življenje, mora biti pripravljeno na delovanje v nekaterih najtežjih krajih na Zemlji.
Avtorske pravice © 1996–2015 National Geographic Society. Avtorske pravice © National Geographic Partners, LLC, 2015–2023. Vse pravice pridržane.