Tlo stjenovitog grebena na središnjoj Antarktici nikada nije sadržavalo mikroorganizme.
Znanstvenici su prvi put otkrili da se čini da na zemlji na Zemljinoj površini nema života. Tlo dolazi iz dva vjetrovita, stjenovitih grebena u unutrašnjosti Antarktike, 300 milja od južnog pola, gdje tisuće metara leda prodire u planine.
"Ljudi su oduvijek mislili da su mikrobi izdržljivi i da mogu živjeti bilo gdje", kaže Noah Fier, mikrobni ekolog sa Sveučilišta u Colorado Boulder čiji tim studira tlo. Uostalom, pronađeni su jednocelični organizmi koji žive u hidrotermalnim otvorima s temperaturama koje prelaze 200 stupnjeva Farenhajta, u jezerima ispod pola milje leda na Antarktici, pa čak i 120 000 stopa iznad Zemljine stratosfere. Ali nakon godinu dana rada, Ferrer i njegov doktorski student Nicholas Dragon još uvijek nisu pronašli znakove života u antarktičkom tlu koje su sakupljali.
Firer i Dragone proučavali su tla iz 11 različitih planinskih lanaca, što predstavlja širok raspon uvjeta. Oni koji dolaze iz nižih i manje hladnih planinskih područja sadrže bakterije i gljive. Ali u nekim planinama od dva najviša, najsuvremenija i najhladnija planinska lanca nema znakova života.
"Ne možemo reći da su sterilni", rekao je Ferrer. Mikrobiolozi su navikli pronaći milijune stanica u žličici tla. Stoga, vrlo mali broj (npr. 100 održivih stanica) može izbjeći otkrivanje. "Ali koliko znamo, oni ne sadrže nikakve mikroorganizme."
Bilo da je neko tlo doista lišen života ili je kasnije otkriveno da sadrže neke preživjele ćelije, nova otkrića nedavno objavljena u časopisu JGR BiogeOsciences mogla bi pomoći u potrazi za životom na Marsu. Antarktičko tlo je trajno smrznuto, puno otrovnih soli, a dva milijuna godina nije imalo puno tekuće vode - slično Marsovskom tlu.
Prikupljeni su tijekom ekspedicije Nacionalne zaklade za znanost u siječnju 2018. u udaljena područja Transatarktičkih planina. Prolaze kroz unutrašnjost kontinenta, razdvajajući visoku polarnu visoravni na istoku od leda niskog leta na zapadu. Znanstvenici su postavili kamp na ledenjaku Shackleton, ledenom traku od 60 kilometara koji teče niz jaz u planinama. Koristili su helikoptere za let do visokih visina i prikupljanja uzoraka gore i dolje po ledenjaku.
U toplim, vlažnim planinama u podnožju ledenjaka, samo nekoliko stotina metara nadmorske visine, otkrili su da je tlo naseljavalo životinje manje od sjemena sezama: mikroskopski crvi, osam nogu tardigrada, rotifera i sitnih crva. zvani Springtails. Krilni insekti. Ova gola, pješčana tla sadrže manje od jedne tisuće količine bakterija koje se nalaze na dobro uređenom travnjaku, dovoljno da osiguraju hranu za male biljojede koje vrebaju ispod površine.
Ali ti su znakovi života postupno nestali dok je tim dublje posjećivao više planine u ledenjak. Na vrhu ledenjaka posjetili su dvije planine - mount Schroeder i Mount Roberts - koje su visoke više od 7000 stopa.
Posjeti planine Schroeder bili su brutalni, prisjeća se Byron Adams, biolog sa Sveučilišta Brigham Young u Provou, Utah, koji je vodio projekt. Temperatura ovog ljetnog dana je blizu 0 ° F. Zavijajući vjetar polako je ispario led i snijeg, ostavljajući planine gole, stalnu prijetnju podizanju i bacanju vrtnih lopata koje su donijeli kako bi iskopali pijesak. Zemlja je prekrivena crvenkastim vulkanskim stijenama koje su vjetrom i kišom erodirane stotinama milijuna godina, ostavljajući ih natopljenim i poliranim.
Kad su znanstvenici podigli stijenu, otkrili su da je njezina baza prekrivena kore bijelih soli - toksičnih kristala perklorata, klorata i nitrata. Perhlorate i klorati, korozivno reaktivne soli koje se koriste u raketnom gorivu i industrijskom izbjeljivanju, također se nalaze u izobilju na površini Marsa. Bez vode za pranje, sol se nakuplja na ovim suhim planinama Antarktika.
"To je poput uzorkovanja na Marsu", rekao je Adams. Kad uvučete lopatu, "Znate da ste prva stvar koja je zauvijek ometala tlo - možda milijune godina."
Istraživači su sugerirali da će čak i na tako visokim visinama i u najtežim uvjetima još uvijek naći žive mikroorganizme u tlu. Ali ta su očekivanja počela izblijediti krajem 2018. godine, kada je Zmaj upotrijebio tehniku ​​nazvanu lančana reakcija polimeraze (PCR) za otkrivanje mikrobne DNK u prljavštini. Zmaj je testirao 204 uzoraka iz planina iznad i ispod ledenjaka. Uzorci iz nižih, hladnijih planina dali su velike količine DNK; Ali većina uzoraka (20%) s visokih visina, uključujući većinu iz Mount Schroedera i Roberts Massifa, nije testirana ni na jedan rezultati, što ukazuje na to da sadrže vrlo malo mikroorganizama ili možda nikakve.
"Kad mi je prvi put počeo pokazivati ​​neke rezultate, pomislio sam:" Nešto nije u redu ", rekao je Ferrell. Mislio je da mora da nešto nije u redu s uzorkom ili laboratorijskom opremom.
Dragon je tada proveo niz dodatnih eksperimenata kako bi tražio znakove života. Tlo je tretirao glukozom kako bi vidio jesu li ga određeni organizmi u tlu pretvorili u ugljični dioksid. Pokušavao je otkriti kemikaliju koja se zove ATP, koju cijeli život na Zemlji koristi za pohranjivanje energije. Nekoliko mjeseci uzgajao je komade tla u raznim hranjivim mješavinama, pokušavajući uvjeriti postojeće mikroorganizme da prerastu u kolonije.
"Nick je bacio kuhinjski sudoper na ove uzorke", rekao je Ferrell. Unatoč svim tim testovima, na nekim tlima još uvijek nije pronašao ništa. "Stvarno je nevjerojatno."
Jacqueline Gurdial, mikrobiolog za okoliš na Sveučilištu u Guelphu u Kanadi, rezultate naziva "primamljivim", posebno Zmajevim naporima da utvrdi koji čimbenici utječu na vjerojatnost pronalaska mikroorganizama na određenom mjestu. Otkrio je da su visoka visina i visoka koncentracija klorata najjači prediktori neuspjeha u otkrivanju života. "Ovo je vrlo zanimljivo otkriće", rekao je Goodyear. "To nam puno govori o granicama života na zemlji."
Nije u potpunosti uvjerena da je njihovo tlo uistinu beživotno, dijelom i zbog vlastitih iskustava u drugom dijelu Antarktike.
Prije nekoliko godina proučavala je tla iz sličnog okruženja u Transatarktičkim planinama, mjesto 500 milja sjeverozapadno od ledenjaka Shackleton zvanog University Valley koji možda nije imao značajne temperature vlage ili taline 120.000 godina. Kad ga je inkubirala 20 mjeseci na 23 ° F, tipična ljetna temperatura u dolini, tlo nije pokazalo znakove života. Ali kad je zagrijala uzorke tla nekoliko stupnjeva iznad smrzavanja, neki su pokazali rast bakterija.
Na primjer, znanstvenici su otkrili da bakterijske stanice ostaju žive čak i nakon tisuća godina u ledenjacima. Kad postanu zarobljeni, metabolizam stanice može usporiti milijun puta. Ulaze u stanje u kojem više ne rastu, već samo popravljaju oštećenja DNK uzrokovane kozmičkim zrakama koje prodiru u led. Goodyear nagađa da su ti "spori preživjeli" možda oni koje je pronašla u College Valleyu - sumnja da, ako su Dragone i Fier analizirali 10 puta više tla, mogli bi ih pronaći u Roberts Massifu ili Schroeder Mountainu.
Brent Christner, koji proučava mikrobe Antarktika na Sveučilištu Florida u Gainesvilleu, vjeruje da bi ta suha tla velike visine mogla pomoći u poboljšanju potrage za životom na Marsu.
Napomenuo je da je svemirska letjelica Viking 1 i Viking 2, koja je sletjela na Mars 1976. godine, provela eksperimente za otkrivanje života u skladu s studijama nisko ležećeg tla u blizini obale Antarktike, regije nazvane suhe doline. Neka od tih tla postaju mokra od taline ljeti. Sadrže ne samo mikroorganizme, već na nekim mjestima i sitne crve i druge životinje.
Suprotno tome, veća, suha tla Mount Robertsa i Mount Schroeder mogu pružiti bolja ispitivanja za marsovske instrumente.
"Površina Marsa je vrlo loša", rekao je Christner. "Nijedan organizam na zemlji ne može preživjeti na površini" - barem gornji centimetar ili dva. Svaka svemirska letjelica koja ide tamo u potrazi za životom mora biti spremna djelovati na nekim od najoštrijih mjesta na zemlji.
Copyright © 1996–2015 Nacionalno geografsko društvo. Copyright © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Sva prava pridržana.