Pôda skalnatého hrebeňa v centrálnej Antarktíde nikdy neobsahovala mikroorganizmy.
Po prvýkrát vedci zistili, že na zemskom povrchu sa zdá, že v pôde nie je život. Pôda pochádza z dvoch veterných, skalnatých hrebeňov vo vnútri Antarktídy, 300 míľ od južného pólu, kde tisíce stôp ľadu prenikajú do hôr.
„Ľudia si vždy mysleli, že mikróby sú vytrvalé a môžu žiť kdekoľvek,“ hovorí Noah Firer, mikrobiálny ekológ na University of Colorado Boulder, ktorého tímová štúdia študuje pôdu. Koniec koncov, boli nájdené jednobunkové organizmy, ktoré žijú v hydrotermálnych prieduchoch s teplotami presahujúcimi 200 stupňami Fahrenheita, v jazerách pod polovicou míle ľadu v Antarktíde a dokonca 120 000 stôp nad zemskou stratosférou. Ale po roku práce Ferrer a jeho doktorand Nicholas Dragon stále nenašiel žiadne známky života v antarktickej pôde, ktorú zhromaždili.
Firer a Dragone študovali pôdy z 11 rôznych pohoria, čo predstavuje širokú škálu podmienok. Tie, ktoré pochádzajú z nižších a menej studených horských oblastí, obsahujú baktérie a huby. Ale v niektorých horách z dvoch najvyšších, najsuchších a najchladnejších horských pásiem nie sú žiadne známky života.
"Nemôžeme povedať, že sú sterilné," povedal Ferrer. Mikrobiológovia sú zvyknutí nájsť milióny buniek v čajovej lyžičke pôdy. Preto môže uniknúť detekcii veľmi malého počtu (napr. 100 životaschopných buniek). "Ale pokiaľ vieme, neobsahujú žiadne mikroorganizmy."
Či už nejaká pôda skutočne nemá život alebo sa neskôr zistí, že obsahuje niektoré prežívajúce bunky, nové zistenia nedávno uverejnené v časopise JGR Biogeosciences by mohli pomôcť pri hľadaní života na Marse. Antarktická pôda je natrvalo zamrznutá, plná toxických solí a dva milióny rokov nemá veľa tekutej vody - podobne ako Marťanská pôda.
Zhromaždili sa počas expedície Národnej vedeckej nadácie v januári 2018 do odľahlých oblastí transantarktických hôr. Prechádzajú cez interiér kontinentu a oddeľujú vysokú polárnu plošinu na východe od nízko položeného ľadu na západe. Vedci založili tábor na ľadovci Shackleton, 60 míľový dopravný pás ľadu, ktorý tečie po priepasti v horách. Použili vrtuľníky na odletie do vysokých nadmorských výšok a odoberanie vzoriek hore a dole po ľadovci.
V teplých, mokrých horách na úpätí ľadovca, len niekoľko sto metrov nad hladinou mora, zistili, že pôda bola obývaná zvieratami menšími ako sezamové semeno: mikroskopické červy, osemnohé tardigrady, rotiféry a malé červy. nazývané Springtails. Okrídlený hmyz. Tieto holé piesočné pôdy obsahujú menej ako tisícinu množstvo baktérií nachádzajúcich sa v dobre riadenom trávniku, dosť na to, aby poskytovali jedlo pre malé bylinožravce skrývajúce sa pod povrchom.
Tieto známky života však postupne zmizli, keď tím navštívil vyššie hory hlbšie do ľadovca. Na vrchole ľadovca navštívili dve hory - Mount Schroeder a Mount Roberts - ktoré sú vysoké viac ako 7 000 stôp.
Návštevy Schroeder Mountain boli brutálne, spomína Byron Adams, biológ na Brigham Young University v Provo v Utahu, ktorý projekt viedol. Teplota v tento letný deň je takmer 0 ° F. Vytie vietor sa pomaly vyparil ľad a sneh, pričom hory zanechali holé, čo je neustála hrozba pre zdvíhanie a hádzanie záhradných lopatiek, ktoré priniesli, aby vykopali piesok. Pôda je pokrytá červenkastými sopečnými horninami, ktoré boli erodované počas stoviek miliónov rokov vetrom a dažďom, takže ich nechali pitve a leštené.
Keď vedci zdvihli horninu, zistili, že jej základňa bola pokrytá kôrom bielych soli - toxických kryštálov chloróru, chlorátu a dusičnanu. Perchloráty a chloróry, korozívne reaktívne soli používané v raketovom palive a priemyselnom bielidle, sa tiež nachádzajú v hojnosti na povrchu Marsu. Bez vody na umývanie preč sa soľ hromadí na týchto suchých antarktických horách.
"Je to ako odber vzoriek na Marse," povedal Adams. Keď vlepíte lopatu, „Vieš, že si prvá vec, ktorá vyrušuje pôdu navždy - možno milióny rokov.“
Vedci navrhli, že aj v takých vysokých nadmorských výškach a v najtvrdších podmienkach by stále našli živé mikroorganizmy v pôde. Tieto očakávania sa však začali miznúť koncom roka 2018, keď Dragon použil techniku ​​nazývanú polymerázová reťazová reakcia (PCR) na detekciu mikrobiálnej DNA v nečistotách. Drak testoval 204 vzoriek z hôr nad a pod ľadovcom. Vzorky z dolných chladičových hôr poskytli veľké množstvo DNA; Väčšina vzoriek (20%) z vysokých nadmorských výšok, vrátane väčšiny z Mount Schroeder a Roberts Massif, však nebola testovaná na žiadne výsledky, čo naznačuje, že obsahovali veľmi málo mikroorganizmov alebo možno vôbec.
"Keď mi prvýkrát začal ukázať nejaké výsledky, pomyslel som si:„ Niečo nie je v poriadku, “povedal Ferrell. Myslel si, že s vzorkou alebo laboratórnym vybavením musí byť niečo zlé.
Dragon potom uskutočnil sériu ďalších experimentov na hľadanie známok života. Pôdu ošetril glukózou, aby zistil, či ju určité organizmy v pôde premenili na oxid uhličitý. Snažil sa objaviť chemikáliu zvanú ATP, ktorú využíva celý život na Zemi na ukladanie energie. Niekoľko mesiacov kultivoval kúsky pôdy v rôznych zmesiach živín a snažil sa presvedčiť existujúce mikroorganizmy, aby sa vyrastali v kolóniách.
"Nick hodil kuchynské umývadlo na tieto vzorky," povedal Ferrell. Napriek všetkým týmto testom stále nenašiel v niektorých pôdach nič. "Je to naozaj úžasné."
Jacqueline Gurdial, environmentálny mikrobiológ na University of Guelph v Kanade, nazýva výsledky „lákavými“, najmä úsilie Dragona určiť, aké faktory ovplyvňujú pravdepodobnosť nájdenia mikroorganizmov v danom mieste. Zistil, že koncentrácie vysokej nadmorskej výšky a vysokých koncentrácií chlorečnanov sú najsilnejšími prediktormi zlyhania pri detekcii života. "Je to veľmi zaujímavý objav," povedal Goodyear. "To nám veľa hovorí o hraniciach života na Zemi."
Nie je úplne presvedčená, že ich pôda je skutočne bez života, čiastočne kvôli jej vlastným skúsenostiam v inej časti Antarktídy.
Pred niekoľkými rokmi študovala pôdy z podobného prostredia v Transantarktických pohorí, na mieste 500 kilometrov severozápadne od Shackleton Glacier s názvom University Valley, ktoré nemuseli mať počas 120 000 rokov významné teploty vlhkosti alebo taveniny. Keď ju inkubovala 20 mesiacov pri 23 ° F, čo je typická letná teplota v údolí, pôda nevykazovala žiadne známky života. Ale keď zahrievala vzorky pôdy niekoľko stupňov nad zmrazením, niektoré vykazovali bakteriálny rast.
Napríklad vedci zistili, že bakteriálne bunky zostávajú nažive aj po tisíce rokov v ľadovcoch. Keď sa zachytia, metabolizmus bunky môže spomaliť miliónkrát. Idú do stavu, v ktorom už nerastú, ale opravujú iba poškodenie DNA spôsobené kozmickými lúčmi prenikajúcimi na ľad. Goodyear špekuluje, že títo „pomalí preživší“ môžu byť tí, ktorých našla v College Valley - má podozrenie, že ak Dragone a Firer analyzovali 10 -krát viac pôdy, mohli by ich nájsť v Massif alebo Schroeder Mountain.
Brent Christner, ktorý študuje antarktické mikróby na Floridskej univerzite v Gainesville, verí, že tieto suché pôdy s vysokým nadmorskými nadmorskými výškami by mohli pomôcť zlepšiť hľadanie života na Marse.
Poznamenal, že kozmická loď Viking 1 a Viking 2, ktorá pristála na Marse v roku 1976, uskutočnila experimenty s detekciou života založené čiastočne na štúdiách nízko položenej pôdy v blízkosti pobrežia Antarktídy, oblasti nazývanej suché doliny. Niektoré z týchto pôd v lete mokli z tavnej vody. Obsahujú nielen mikroorganizmy, ale aj na niektorých miestach aj malé červy a iné zvieratá.
Naopak, vyššie, suché pôdy Mount Roberts a Mount Schroeder môžu poskytnúť lepšie testovacie dôvody pre marťanské nástroje.
"Povrch Marsu je veľmi zlý," povedal Christner. „Žiadny organizmus na Zemi nemôže prežiť na povrchu“ - prinajmenšom horný palec alebo dva. Akákoľvek kozmická loď, ktorá tam ide pri hľadaní života, musí byť pripravená pracovať na niektorých z najtvrdších miest na Zemi.
Copyright © 1996–2015 National Geographic Society. Copyright © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Všetky práva vyhradené.