Tlo stjenovitog grebena u središnjem Antarktiku nikada nije sadržavalo mikroorganizme.
Znanstvenici su prvi put otkrili da u tlu na Zemljinoj površini, čini se, nema života. Tlo potječe s dva vjetrom šibana, stjenovita grebena u unutrašnjosti Antarktike, 480 kilometara od Južnog pola, gdje tisuće metara leda probija planine.
„Ljudi su oduvijek mislili da su mikrobi otporni i da mogu živjeti bilo gdje“, kaže Noah Firer, mikrobni ekolog sa Sveučilišta Colorado Boulder čiji tim proučava tlo. Uostalom, pronađeni su jednostanični organizmi koji žive u hidrotermalnim izvorima s temperaturama većim od 90 stupnjeva Celzijusa, u jezerima ispod pola milje leda na Antarktici, pa čak i 36 000 metara iznad Zemljine stratosfere. Ali nakon godinu dana rada, Ferrer i njegov doktorand Nicholas Dragon još uvijek nisu pronašli nikakve znakove života u antarktičkom tlu koje su prikupili.
Firer i Dragone proučavali su tla s 11 različitih planinskih lanaca, koji predstavljaju širok raspon uvjeta. Ona koja potječu s nižih i manje hladnih planinskih područja sadrže bakterije i gljivice. Ali u nekim planinama dvaju najviših, najsuših i najhladnijih planinskih lanaca nema znakova života.
„Ne možemo reći da su sterilne“, rekao je Ferrer. Mikrobiolozi su navikli pronaći milijune stanica u žličici tla. Stoga vrlo mali broj (npr. 100 održivih stanica) može promaknuti detekciji. „Ali koliko znamo, ne sadrže nikakve mikroorganizme.“
Bez obzira na to je li neko tlo zaista lišeno života ili se kasnije otkrije da sadrži neke preživjele stanice, 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 i nije imalo puno tekuće vode dva milijuna godina - slično Marsovom tlu.
Prikupljeni su tijekom ekspedicije koju je financirala Nacionalna zaklada za znanost u siječnju 2018. u udaljena područja Transantarktičkog gorja. Prolaze kroz unutrašnjost kontinenta, odvajajući visoku polarnu visoravan na istoku od niskog leda na zapadu. Znanstvenici su postavili kamp na ledenjaku Shackleton, 60 milja dugoj pokretnoj traci leda koja teče niz ponor u planinama. Koristili su helikoptere za letove na velike nadmorske visine i prikupljanje uzoraka gore-dolje po ledenjaku.
U toplim, vlažnim planinama u podnožju ledenjaka, samo nekoliko stotina stopa iznad razine mora, otkrili su da tlo naseljavaju životinje manje od sjemenke sezama: mikroskopski crvi, osmonogi tardigradi, rotiferi i sitni crvi zvani repići. Krilati kukci. Ova gola, pjeskovita tla sadrže manje od tisućitog dijela količine bakterija koje se nalaze u dobro održavanom travnjaku, dovoljno da osiguraju hranu za male biljojede koji vrebaju ispod površine.
Ali ti znakovi života postupno su nestajali kako je tim posjećivao više planine dublje u ledenjaku. Na vrhu ledenjaka posjetili su dvije planine - Mount Schroeder i Mount Roberts - koje su visoke preko 2100 metara.
Posjeti planini Schroeder bili su brutalni, prisjeća se Byron Adams, biolog sa Sveučilišta Brigham Young u Provu, Utah, koji je vodio projekt. Temperatura ovog ljetnog dana je blizu 0°F. Zavijajući vjetar polako je isparavao led i snijeg, ostavljajući planine golima, što je predstavljalo stalnu prijetnju podizanju i bacanju vrtnih lopata koje su donijeli kako bi kopali pijesak. Zemlja je prekrivena crvenkastim vulkanskim stijenama koje su erodirale tijekom stotina milijuna godina vjetar i kiša, ostavljajući ih izbrazdanima i uglačanima.
Kad su znanstvenici podigli stijenu, otkrili su da je njezina baza prekrivena korom bijelih soli - otrovnih kristala perklorata, klorata i nitrata. Perklorati i klorati, korozivno reaktivne soli koje se koriste u raketnom gorivu i industrijskom izbjeljivaču, također se nalaze u izobilju na površini Marsa. Bez vode za ispiranje, sol se nakuplja na ovim suhim antarktičkim planinama.
„To je kao uzorkovanje na Marsu“, rekao je Adams. Kad zabodete lopatu, „znate da ste prva stvar koja će uznemiriti tlo u vječnosti - možda milijunima godina.“
Istraživači su pretpostavili da će čak i na tako velikim nadmorskim visinama i u najsurovijim uvjetima i dalje pronaći žive mikroorganizme u tlu. No ta su očekivanja počela blijedjeti krajem 2018., kada je Dragon upotrijebio tehniku ​​​​zvanu lančana reakcija polimeraze (PCR) za otkrivanje mikrobne DNK u tlu. Dragon je testirao 204 uzorka s planina iznad i ispod ledenjaka. Uzorci s nižih, hladnijih planina dali su velike količine DNK; ali većina uzoraka (20%) s velikih nadmorskih visina, uključujući većinu s planine Schroeder i masiva Roberts, nije testirana ni na kakve rezultate, što ukazuje na to da su sadržavali vrlo malo mikroorganizama ili ih možda uopće nisu sadržavali.
„Kad mi je prvi put počeo pokazivati ​​neke rezultate, pomislio sam: 'Nešto nije u redu'“, rekao je Ferrell. Mislio je da nešto nije u redu s uzorkom ili laboratorijskom opremom.
Dragon je zatim proveo niz dodatnih eksperimenata kako bi tražio znakove života. Tretirao je tlo glukozom kako bi vidio pretvaraju li ga određeni organizmi u tlu u ugljikov dioksid. Pokušavao je otkriti kemikaliju zvanu ATP, koju sav život na Zemlji koristi za pohranu energije. Nekoliko mjeseci obrađivao je komadiće tla u raznim hranjivim smjesama, pokušavajući uvjeriti postojeće mikroorganizme da rastu u kolonije.
„Nick je bacio sudoper na ove uzorke“, rekao je Ferrell. Unatoč svim tim testovima, u nekim tlima još uvijek nije ništa pronašao. „To je stvarno nevjerojatno.“
Jacqueline Gurdial, mikrobiologinja zaštite okoliša na Sveučilištu Guelph u Kanadi, naziva rezultate „primamljivima“, posebno Dragonove napore da utvrdi koji čimbenici utječu na vjerojatnost pronalaska mikroorganizama na određenoj lokaciji. Otkrio je da su velika nadmorska visina i visoke koncentracije klorata najjači prediktori neuspjeha u otkrivanju života. „Ovo je vrlo zanimljivo otkriće“, rekao je Goodyear. „Ovo nam puno govori o granicama života na Zemlji.“
Nije posve uvjerena da je njihovo tlo doista beživotno, dijelom i zbog vlastitih iskustava u drugom dijelu Antarktike.
Prije nekoliko godina proučavala je tlo iz sličnog okruženja u Transantarktičkim planinama, mjestu 500 milja sjeverozapadno od ledenjaka Shackleton zvanom University Valley koje možda nije imalo značajnu vlagu ili temperature topljenja 120 000 godina. Kada ga je inkubirala 20 mjeseci na -1°C, tipičnoj ljetnoj temperaturi u dolini, tlo nije pokazivalo znakove života. Ali kada je zagrijala uzorke tla nekoliko stupnjeva iznad nule, neki su pokazali rast bakterija.
Na primjer, znanstvenici su otkrili da bakterijske stanice ostaju žive čak i nakon tisuća godina u ledenjacima. Kada se zarobe, metabolizam stanice može se usporiti milijun puta. Prelaze u stanje u kojem više ne rastu, već samo popravljaju oštećenja DNK uzrokovana prodiranjem kozmičkih zraka kroz led. Goodyear nagađa da bi ti „spori preživjeli“ mogli biti oni koje je pronašla u College Valleyju - sumnja da bi ih Dragone i Firer, da su analizirali 10 puta više tla, mogli pronaći u Robertsovom masivu ili Schroeder Mountainu.
Brent Christner, koji proučava antarktičke mikrobe na Sveučilištu Florida u Gainesvilleu, vjeruje da bi ova suha tla na velikim nadmorskim visinama mogla pomoći u poboljšanju potrage za životom na Marsu.
Napomenuo je da su svemirske letjelice Viking 1 i Viking 2, koje su sletjele na Mars 1976. godine, provele eksperimente otkrivanja života, dijelom temeljene na istraživanjima niskog tla u blizini obale Antarktike, regije zvane Suhe doline. Neka od ovih tla ljeti postaju vlažna od otopljene vode. Sadrže ne samo mikroorganizme, već na nekim mjestima i sitne crve i druge životinje.
Nasuprot tome, viša, suha tla planina Roberts i Schroeder mogu pružiti bolja poligona za testiranje marsovskih instrumenata.
„Površina Marsa je jako loša“, rekao je Christner. „Nijedan organizam na Zemlji ne može preživjeti na površini“ - barem gornjih nekoliko centimetara. Svaka svemirska letjelica koja ide tamo u potrazi za životom mora biti spremna za djelovanje na nekim od najsurovijih mjesta na Zemlji.
Autorska prava © 1996–2015 National Geographic Society. Autorska prava © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Sva prava pridržana.