Pôda skalnatého hrebeňa v centrálnej Antarktíde nikdy neobsahovala mikroorganizmy.
Vedci po prvýkrát zistili, že v pôde na zemskom povrchu sa zrejme nenachádza žiadny život. Pôda pochádza z dvoch veternými, skalnatých hrebeňov vo vnútrozemí Antarktídy, 480 kilometrov od južného pólu, kde tisíce stôp ľadu prenikajú cez hory.
„Ľudia si vždy mysleli, že mikróby sú odolné a môžu žiť kdekoľvek,“ hovorí Noah Firer, mikrobiálny ekológ z University of Colorado Boulder, ktorého tím študuje pôdu. Koniec koncov, jednobunkové organizmy sa našli žijúce v hydrotermálnych prieduchoch s teplotami presahujúcimi 200 stupňov Fahrenheita, v jazerách pod pol míľou ľadu v Antarktíde a dokonca aj 120 000 stôp nad stratosférou Zeme. Ale ani po roku práce Ferrer a jeho doktorand Nicholas Dragon stále nenašli žiadne známky života v antarktickej pôde, ktorú zozbierali.
Firer a Dragone študovali pôdy z 11 rôznych pohorí, ktoré reprezentujú širokú škálu podmienok. Pôdy, ktoré pochádzajú z nižších a menej chladných horských oblastí, obsahujú baktérie a huby. V niektorých horách dvoch najvyšších, najsuchších a najchladnejších pohorí však nie sú žiadne známky života.
„Nemôžeme povedať, že sú sterilné,“ povedal Ferrer. Mikrobiológovia sú zvyknutí nachádzať milióny buniek v čajovej lyžičke pôdy. Preto môže veľmi malý počet (napr. 100 životaschopných buniek) uniknúť detekcii. „Ale pokiaľ vieme, neobsahujú žiadne mikroorganizmy.“
Či už je nejaká pôda skutočne bez života, alebo sa neskôr zistí, že obsahuje nejaké preživšie bunky, nové zistenia nedávno publikované v časopise JGR Biogeosciences by mohli pomôcť pri hľadaní života na Marse. Antarktická pôda je trvalo zamrznutá, plná toxických solí a už dva milióny rokov nemá veľa tekutej vody – podobne ako marťanská pôda.
Boli zozbierané počas expedície financovanej Národnou vedeckou nadáciou v januári 2018 do odľahlých oblastí Transantarktických hôr. Prechádzajú vnútrozemím kontinentu a oddeľujú vysokú polárnu náhornú plošinu na východe od nízko položeného ľadu na západe. Vedci si zriadili tábor na ľadovci Shackleton, 60-míľovom dopravnom páse ľadu, ktorý steká dolu priepasťou v horách. Na lety do vysokých nadmorských výšok a zbieranie vzoriek pozdĺž ľadovca použili vrtuľníky.
V teplých, vlhkých horách na úpätí ľadovca, len niekoľko sto metrov nad morom, zistili, že v pôde žijú zvieratá menšie ako sezamové semienko: mikroskopické červy, osemnohé tardigrady, vírniky a drobné červy nazývané chvostoskoky. Okrídlený hmyz. Tieto holé, piesočnaté pôdy obsahujú menej ako tisícinu baktérií nachádzajúcich sa v dobre udržiavanom trávniku, čo je dosť na to, aby poskytli potravu malým bylinožravcom číhajúcim pod povrchom.
Tieto známky života však postupne mizli, ako tím navštevoval vyššie hory hlbšie v ľadovci. Na vrchole ľadovca navštívili dve hory – Mount Schroeder a Mount Roberts – ktoré sú vysoké viac ako 2 100 metrov.
Návštevy Schroeder Mountain boli brutálne, spomína Byron Adams, biológ z Brigham Young University v Provo v Utahu, ktorý viedol projekt. Teplota v tento letný deň sa blíži k 0 °F. Vyjúci vietor pomaly odparoval ľad a sneh a zanechával hory holé, čo predstavovalo neustálu hrozbu pre zdvíhanie a hádzanie záhradných lopat, ktoré si priniesli na vykopávanie piesku. Krajina je pokrytá červenkastými sopečnými horninami, ktoré boli erodované vetrom a dažďom po stovky miliónov rokov, takže sú zvrásnené a vyleštené.
Keď vedci zdvihli skalu, zistili, že jej základňa bola pokrytá kôrou bielych solí – toxických kryštálov chloristanu, chlorečnanu a dusičnanu. Chloristany a chlorečnany, korozívne reagujúce soli používané v raketovom palive a priemyselnom bielidle, sa tiež hojne nachádzajú na povrchu Marsu. Keďže nie je k dispozícii voda, ktorá by sa mohla zmyť, soľ sa hromadí na týchto suchých antarktických horách.
„Je to ako odber vzoriek na Marse,“ povedal Adams. Keď do pôdy zapichnete lopatu, „viete, že ste prvá vec, ktorá naruší pôdu za večnosť – možno milióny rokov.“
Výskumníci naznačili, že aj v takých vysokých nadmorských výškach a v najdrsnejších podmienkach by v pôde stále nájdli živé mikroorganizmy. Tieto očakávania sa však začali rozplývať koncom roka 2018, keď spoločnosť Dragon použila techniku ​​nazývanú polymerázová reťazová reakcia (PCR) na detekciu mikrobiálnej DNA v pôde. Spoločnosť Dragon testovala 204 vzoriek z hôr nad a pod ľadovcom. Vzorky z nižších, chladnejších hôr priniesli veľké množstvo DNA; väčšina vzoriek (20 %) z vysokých nadmorských výšok, vrátane väčšiny z hory Mount Schroeder a masívu Roberts, však nebola testovaná na žiadne výsledky, čo naznačuje, že obsahovali veľmi málo mikroorganizmov alebo možno vôbec žiadne.
„Keď mi prvýkrát začal ukazovať nejaké výsledky, pomyslel som si: ‚Niečo nie je v poriadku,‘“ povedal Ferrell. Myslel si, že niečo musí byť v neporiadku so vzorkou alebo s laboratórnym vybavením.
Dragon potom vykonal sériu ďalších experimentov na hľadanie známok života. Ošetril pôdu glukózou, aby zistil, či určité organizmy v pôde ju premieňajú na oxid uhličitý. Snažil sa objaviť chemickú látku nazývanú ATP, ktorú všetok život na Zemi používa na ukladanie energie. Niekoľko mesiacov kultivoval kúsky pôdy v rôznych zmesiach živín a snažil sa presvedčiť existujúce mikroorganizmy, aby sa rozrástli do kolónií.
„Nick hodil na tieto vzorky kuchynský drez,“ povedal Ferrell. Napriek všetkým týmto testom v niektorých pôdach stále nič nenašiel. „Je to naozaj úžasné.“
Jacqueline Gurdial, environmentálna mikrobiologička na University of Guelph v Kanade, nazýva výsledky „lákavými“, najmä Dragonovo úsilie určiť, aké faktory ovplyvňujú pravdepodobnosť nájdenia mikroorganizmov na danom mieste. Zistil, že vysoká nadmorská výška a vysoké koncentrácie chlorečnanov boli najsilnejšími prediktormi neschopnosti detekovať život. „Toto je veľmi zaujímavý objav,“ povedal Goodyear. „Toto nám veľa hovorí o limitoch života na Zemi.“
Nie je úplne presvedčená, že ich pôda je skutočne bez života, čiastočne kvôli vlastným skúsenostiam v inej časti Antarktídy.
Pred niekoľkými rokmi študovala pôdy z podobného prostredia v Transantarktických horách, mieste 800 kilometrov severozápadne od Shackletonovho ľadovca nazývanom University Valley, ktoré pravdepodobne nemalo významnú vlhkosť ani teploty topenia počas 120 000 rokov. Keď ju inkubovala 20 mesiacov pri teplote -1 °C, čo je typická letná teplota v údolí, pôda nevykazovala žiadne známky života. Keď však vzorky pôdy zahriala o niekoľko stupňov nad bod mrazu, niektoré vykazovali rast baktérií.
Vedci napríklad zistili, že bakteriálne bunky zostávajú nažive aj po tisícoch rokov v ľadovcoch. Keď sa tam zachytia, metabolizmus bunky sa môže miliónkrát spomaliť. Prejdú do stavu, v ktorom už nerastú, ale iba opravujú poškodenie DNA spôsobené kozmickým žiarením prenikajúcim cez ľad. Goodyear špekuluje, že títo „pomaly prežívajúci“ môžu byť tí, ktorých našla v College Valley – má podozrenie, že keby Dragone a Firer analyzovali 10-krát viac pôdy, mohli by ich nájsť v Robertsovom masíve alebo v Schroederovom pohorí.
Brent Christner, ktorý študuje antarktické mikróby na Floridskej univerzite v Gainesville, verí, že tieto suché pôdy vo vysokých nadmorských výškach by mohli pomôcť zlepšiť hľadanie života na Marse.
Poznamenal, že kozmické lode Viking 1 a Viking 2, ktoré pristáli na Marse v roku 1976, vykonali experimenty zamerané na detekciu života, čiastočne založené na štúdiách nízko položenej pôdy blízko pobrežia Antarktídy, oblasti nazývanej Suché údolia. Niektoré z týchto pôd sa v lete zmáčajú od topiaceho sa ľadu. Obsahujú nielen mikroorganizmy, ale na niektorých miestach aj drobné červy a iné živočíchy.
Naproti tomu vyššie položené, suché pôdy na horách Mount Roberts a Mount Schroeder môžu poskytnúť lepšie testovacie plochy pre marťanské prístroje.
„Povrch Marsu je veľmi zlý,“ povedal Christner. „Žiadny organizmus na Zemi nemôže prežiť na povrchu“ – aspoň na vrchných centimetroch alebo dvoch. Akákoľvek kozmická loď, ktorá sa tam vydá hľadať život, musí byť pripravená na prevádzku v niektorých z najdrsnejších miest na Zemi.
Autorské práva © 1996–2015 National Geographic Society. Autorské práva © National Geographic Partners, LLC, 2015 – 2023. Všetky práva vyhradené.