Tla kamnitega grebena na osrednji Antarktiki nikoli niso vsebovala mikroorganizmov.
Znanstveniki so prvič ugotovili, da se zdi, da v tleh na zemeljski površini ni življenja. Tla izvirajo iz dveh vetrovnih, skalnih grebenov v notranjosti Antarktike, 300 milj od južnega pola, kjer na tisoče metrov ledu prodre v gore.
"Ljudje so vedno mislili, da so mikrobi trdoživi in ​​bi lahko živeli kjer koli," pravi Noah Firer, mikrobni ekolog na Univerzi v Koloradu Boulder, katerega ekipno preučuje zemljo. Navsezadnje so našli enocelične organizme, ki živijo v hidrotermalnih odprtinah s temperaturami, ki presegajo 200 stopinj Fahrenheita, v jezerih, pod pol milje ledu na Antarktiki, in celo 120.000 čevljev nad zemeljsko stratosfero. Toda po enem letu dela Ferrer in njegov doktorski študent Nicholas Dragon še vedno nista našli nobenih znakov življenja v antarktični tleh, ki so jih zbrali.
Fir in Dragone sta preučevala tla iz 11 različnih gorskih verig, ki predstavljajo široko paleto pogojev. Tisti, ki prihajajo iz nižjih in manj hladnih gorskih območij, vsebujejo bakterije in glive. Toda v nekaterih gorah obeh najvišjih, suhih in najhladnejših gorskih razponov ni znakov življenja.
"Ne moremo reči, da so sterilni," je dejal Ferrer. Mikrobiologi so navajeni najti milijone celic v čajni žlički tal. Zato se lahko zelo majhno število (npr. 100 sposobnih celic) izogne ​​odkrivanju. "Toda kolikor vemo, ne vsebujejo mikroorganizmov."
Ne glede na to, ali je neka tla resnično brez življenja ali je pozneje odkrito, da vsebuje nekaj preživelih celic, bi lahko pri iskanju življenja na Marsu pomagale nove ugotovitve, ki so bile nedavno objavljene v reviji JGR Biogeosciences. Antarktična tla so trajno zamrznjena, polna strupenih soli in že dva milijona let ni imela veliko tekoče vode - podobno kot marsovska tla.
Januarja 2018 so jih zbrali med odpravo Nacionalne znanstvene fundacije na oddaljena območja gora Tranrantarktike. Prehajajo skozi notranjost celine in ločujejo visoko polarno planoto na vzhodu od nizko ležečega ledu na zahodu. Znanstveniki so postavili tabor na ledeniku Shackleton, 60-kilometrskem tekočem traku ledu, ki teče po prepadu v gorah. Helikopterje so uporabili za letenje na visoke višine in zbirali vzorce navzgor in navzdol po ledeniku.
V toplih, mokrih gorah ob vznožju ledenika, le nekaj sto metrov nadmorske višine, so ugotovili, da so zemlji naseljene živali, manjše od sezamovega semena: mikroskopski črvi, osem-nožni tardigradi, rotiferji in drobni črvi. imenovana Springtails. Krilate žuželke. Ta gola peščena tla vsebujejo manj kot eno tisoč količine bakterij, ki jih najdemo na dobro obvladani trati, dovolj za zagotavljanje hrane za majhne rastlinojede, ki se skrivajo pod površjem.
Toda ti znaki življenja so postopoma izginili, ko je ekipa obiskala višje gore globlje v ledenik. Na vrhu ledenika sta obiskala dve gora - Schroeder in Mount Roberts -, ki sta visoka več kot 7000 čevljev.
Obiski gore Schroeder so bili brutalni, se spominja Byrona Adamasa, biologa z univerze Brigham Young v Provoju v Utahu, ki je vodil projekt. Temperatura na ta poletni dan je blizu 0 ° F. Zavijoči veter je počasi izhlapel led in sneg, gore pa je ostalo golo, nenehno grožnjo dvigovanju in metanju vrtnih lopatov, ki so jih prinesli, da bi izkopali pesek. Dežela je pokrita z rdečkastimi vulkanskimi kamninami, ki jih je veter in dež izbrisal več kot sto milijonov let, pri čemer jih je pustil nagajive in polirane.
Ko so znanstveniki dvignili skalo, so ugotovili, da je njegova osnova prekrita s skorjo belih soli - toksičnimi kristali perklorata, klorata in nitrata. Perklorati in klorati, korozivno reaktivne soli, ki se uporabljajo v raketnem gorivu in industrijskem belilu, najdemo tudi v številčnosti na površini Marsa. Brez vode, ki bi se izpraznila, se na teh suhih antarktičnih gorah kopiči sol.
"To je kot vzorčenje na Marsu," je dejal Adams. Ko vtaknete lopato: "Veste, da ste prva stvar, ki je za vedno motila tla - morda milijone let."
Raziskovalci so predlagali, da bi tudi na tako visoki nadmorski višini in v najstrožjih pogojih še vedno našli žive mikroorganizme v tleh. Toda ta pričakovanja so začela zbledeti konec leta 2018, ko je zmaj uporabil tehniko, imenovano polimerazna verižna reakcija (PCR), za odkrivanje mikrobne DNK v umazaniji. Zmaj je preizkusil 204 vzorcev iz gora nad in pod ledenikom. Vzorci iz nižjih, hladnejših gora so dali velike količine DNK; Toda večina vzorcev (20%) z visokih nadmorskih višin, vključno z večino iz Mount Schroeder in Roberts Massif, ni bila testirana na kakršne koli rezultate, kar kaže, da vsebujejo zelo malo mikroorganizmov ali morda sploh nobenega.
"Ko mi je prvič začel pokazati nekaj rezultatov, sem si mislil:" Nekaj ​​je v redu, "je dejal Ferrell. Mislil je, da mora biti z vzorcem ali laboratorijsko opremo nekaj narobe.
Dragon je nato izvedel vrsto dodatnih poskusov za iskanje znakov življenja. Tla je zdravil z glukozo, da bi ugotovil, ali so jo nekateri organizmi v tleh pretvorili v ogljikov dioksid. Poskušal je odkriti kemikalijo, imenovano ATP, ki jo vse življenje na Zemlji uporablja za shranjevanje energije. Nekaj ​​mesecev je gojil koščke zemlje v različnih hranilnih mešanicah in skušal prepričati obstoječe mikroorganizme, da prerastejo v kolonije.
"Nick je na te vzorce vrgel kuhinjski umivalnik," je dejal Ferrell. Kljub vsem tem testom še vedno ni našel ničesar na nekaterih tleh. "Res je neverjetno."
Jacqueline Gurdial, okoljski mikrobiologinja na Univerzi v Guelphu v Kanadi, rezultate imenuje "vabljiva", zlasti Dragon prizadevanja, da ugotovi, kateri dejavniki vplivajo na verjetnost iskanja mikroorganizmov na določeni lokaciji. Ugotovil je, da so visoka nadmorska in visoka koncentracija klorata najmočnejši napovedovalci neuspeha pri odkrivanju življenja. "To je zelo zanimivo odkritje," je dejal Goodyear. "To nam pove veliko o mejah življenja na Zemlji."
Ni povsem prepričana, da je njihova tla resnično brez življenja, deloma tudi zaradi lastnih izkušenj na drugem delu Antarktike.
Pred nekaj leti je študirala tla iz podobnega okolja v gorah Trantantarctic, kraju 500 milj severozahodno od ledenika Shackleton, imenovanega University Valley, ki morda ni imela pomembnih temperatur vlage ali taline 120.000 let. Ko jo je 20 mesecev inkubirala pri 23 ° F, značilna poletna temperatura v dolini, tla niso pokazala znakov življenja. Ko pa je segrela vzorce zemlje nekaj stopinj nad zamrzovanjem, so nekatere pokazale rast bakterij.
Znanstveniki so na primer odkrili, da bakterijske celice ostanejo žive tudi po tisoč letih v ledenikih. Ko se ujamejo, se lahko metabolizem celice upočasni milijonkrat. Grejo v stanje, v katerem ne rastejo več, ampak samo popravijo poškodbe DNK, ki jih povzročajo kozmični žarki, ki prodirajo v led. Goodyear ugiba, da so ti "počasni preživeli" morda tisti, ki jih je našla v dolini College - sumi, da bi jih Dragone in Firer analizirala 10 -krat več tal, bi jih lahko našli na Roberts Massif ali Schroeder Mountain.
Brent Chriner, ki preučuje antarktične mikrobe na univerzi na Floridi v Gainesvillu, verjame, da bi ta suha tla na visoki višini lahko pomagali izboljšati iskanje življenja na Marsu.
Opozoril je, da sta vesoljska plovila Viking 1 in Viking 2, ki sta leta 1976 pristala na Marsu, izvedla poskuse za zaznavanje življenjske dobe, ki so delno temeljili na študijah nizko ležečih tal v bližini obale Antarktike, regije, imenovane suhe doline. Nekatera od teh tal poleti postanejo mokra od taline. Vsebujejo ne samo mikroorganizme, ponekod pa tudi drobne črve in druge živali.
V nasprotju s tem lahko višja, suha tla gore Roberts in Mount Schroeder zagotavljajo boljše testiranje za marsovske instrumente.
"Površina Marsa je zelo slaba," je dejal Chrner. "Noben organizem na zemlji ne more preživeti na površini" - vsaj zgornji palčni ali dva. Vsako vesoljsko plovilo, ki bo tam v iskanju življenja, mora biti pripravljeno delovati na nekaterih najstrožjih krajih na Zemlji.
Copyright © 1996–2015 National Geographic Society. Copyright © National Geographic Partners, LLC, 2015–2023. Vse pravice pridržane.