Глеба скалістага хрыбта ў цэнтральнай Антарктыдзе ніколі не ўтрымлівала мікраарганізмаў.
Упершыню навукоўцы выявілі, што ў глебе на паверхні Зямлі, відаць, няма жыцця. Глеба паходзіць з двух абдзіманых вятрамі скалістых хрыбтоў у глыбіні Антарктыды, за 300 міль ад Паўднёвага полюса, дзе тысячы футаў лёду пранікаюць у горы.
«Людзі заўсёды думалі, што мікробы ўстойлівыя і могуць жыць дзе заўгодна», — кажа Ноа Фірэр, эколаг-мікроб з Універсітэта Каларада ў Боўлдэры, чыя каманда вывучае глебу. У рэшце рэшт, аднаклетачныя арганізмы былі знойдзены ў гідратэрмальных крыніцах з тэмпературай, якая перавышае 200 градусаў па Фарэнгейце, у азёрах пад паўміляй лёду ў Антарктыдзе і нават на вышыні 120 000 футаў над стратасферай Зямлі. Але пасля года працы Ферэр і яго дактарант Нікалас Драгон дагэтуль не знайшлі ніякіх прыкмет жыцця ў сабранай імі антарктычнай глебе.
Фірэр і Драгон вывучалі глебы з 11 розных горных хрыбтоў, якія прадстаўляюць шырокі спектр умоў. Глебы, якія паходзяць з ніжэйшых і менш халодных горных раёнаў, утрымліваюць бактэрыі і грыбы. Але ў некаторых гарах двух самых высокіх, сухіх і халодных горных хрыбтоў няма ніякіх прыкмет жыцця.
«Мы не можам сказаць, што яны стэрыльныя», — сказаў Ферэр. Мікрабіёлагі прызвычаіліся знаходзіць мільёны клетак у чайнай лыжцы глебы. Таму вельмі невялікая колькасць (напрыклад, 100 жыццяздольных клетак) можа пазбегнуць выяўлення. «Але, наколькі нам вядома, яны не ўтрымліваюць ніякіх мікраарганізмаў».
Незалежна ад таго, ці сапраўды ў нейкай глебе няма жыцця, ці пазней будзе выяўлена, што ў ёй ёсць нейкія выжылыя клеткі, новыя адкрыцці, нядаўна апублікаваныя ў часопісе JGR Biogeosciences, могуць дапамагчы ў пошуках жыцця на Марсе. Антарктычная глеба пастаянна замерзлая, поўная таксічных соляў і не мае шмат вадкай вады ўжо два мільёны гадоў — падобна марсіянскай глебе.
Яны былі сабраны падчас экспедыцыі, якая фінансавалася Нацыянальным навуковым фондам у студзені 2018 года, у аддаленыя раёны Трансантарктычных гор. Яны праходзяць праз унутраную частку кантынента, аддзяляючы высокае палярнае плато на ўсходзе ад нізіннага лёду на захадзе. Навукоўцы разбілі лагер на ледавіку Шэклтан, 60-мільнай канвеернай стужцы лёду, якая сцякае па прорве ў гарах. Яны выкарыстоўвалі верталёты, каб лятаць на вялікія вышыні і збіраць узоры ўверх і ўніз па ледавіку.
У цёплых, вільготных гарах ля падножжа ледавіка, усяго ў некалькіх сотнях футаў над узроўнем мора, яны выявілі, што ў глебе жывуць жывёлы памерам меншыя за кунжутнае насенне: мікраскапічныя чарвякі, васьміногія ціхаходкі, калаўроткі і малюсенькія чарвякі, якіх называюць нагамёткамі. Крылатыя казуркі. Гэтыя голыя пясчаныя глебы ўтрымліваюць менш за адну тысячную колькасць бактэрый, якія сустракаюцца ў добра дагледжаным газоне, дастаткова, каб забяспечыць ежай дробных траваедных жывёл, якія хаваюцца пад паверхняй.
Але гэтыя прыкметы жыцця паступова знікалі, па меры таго, як каманда наведвала больш высокія горы ўглыб ледавіка. На вяршыні ледавіка яны наведалі дзве гары — гару Шродэр і гару Робертс, — вышынёй больш за 7000 футаў.
Наведванне гары Шродэр было жорсткім, успамінае Байран Адамс, біёлаг з Універсітэта Брыгама Янга ў Прова, штат Юта, які кіраваў праектам. Тэмпература ў гэты летні дзень блізкая да 0°F. Выючы вецер павольна выпарыў лёд і снег, пакідаючы горы голымі, што стварала пастаянную пагрозу для падымання і кідання садовых рыдлёвак, якія яны прынеслі, каб капаць пясок. Зямля пакрыта чырванаватымі вулканічнымі пародамі, якія размываліся на працягу соцень мільёнаў гадоў ветрам і дажджом, пакідаючы іх пашкоджанымі і адпаліраванымі.
Калі навукоўцы паднялі скалу, яны выявілі, што яе аснова пакрыта скарынкай белых соляў — таксічных крышталяў перхларату, хларату і нітрату. Перхлараты і хлараты, каразійна-рэактыўныя солі, якія выкарыстоўваюцца ў ракетным паліве і прамысловым адбельвальніку, таксама ў багацці сустракаюцца на паверхні Марса. Паколькі вады для змывання няма, соль назапашваецца на гэтых сухіх антарктычных гарах.
«Гэта як адбор проб на Марсе», — сказаў Адамс. Калі вы ўтыкаеце рыдлёўку ў глебу, «вы ведаеце, што вы першы, хто парушыў глебу за бясконцасць гадоў — магчыма, за мільёны гадоў».
Даследчыкі выказалі здагадку, што нават на такіх вялікіх вышынях і ў самых суровых умовах яны ўсё яшчэ змогуць знайсці жывыя мікраарганізмы ў глебе. Але гэтыя чаканні пачалі знікаць у канцы 2018 года, калі кампанія Dragon выкарыстала метад пад назвай палімеразная ланцуговая рэакцыя (ПЛР) для выяўлення мікробнай ДНК у глебе. Dragon пратэставала 204 узоры з гор над і пад ледавіком. Узоры з ніжэйшых, больш прахалодных гор далі вялікую колькасць ДНК; але большасць узораў (20%) з вялікіх вышынь, у тым ліку большасць з гары Шродэр і масіва Робертс, не былі пратэставаны на атрыманне якіх-небудзь вынікаў, што сведчыць аб тым, што яны ўтрымлівалі вельмі мала мікраарганізмаў або, магчыма, зусім не ўтрымлівалі іх.
«Калі ён упершыню пачаў паказваць мне вынікі, я падумаў: «Штосьці не так», — сказаў Ферэл. Ён думаў, што нешта не так з узорам або лабараторным абсталяваннем.
Затым Цмок правёў серыю дадатковых эксперыментаў па пошуку прыкмет жыцця. Ён апрацаваў глебу глюкозай, каб убачыць, ці пераўтвараюць пэўныя арганізмы ў глебе яе ў вуглякіслы газ. Ён спрабаваў адкрыць хімічнае рэчыва пад назвай АТФ, якое выкарыстоўваецца ўсім жывым на Зямлі для захоўвання энергіі. На працягу некалькіх месяцаў ён апрацоўваў кавалкі глебы ў розных пажыўных сумесях, спрабуючы пераканаць існуючыя мікраарганізмы расці ў калоніі.
«Нік кінуў кухонную ракавіну ў гэтыя ўзоры», — сказаў Ферэл. Нягледзячы на ​​ўсе гэтыя тэсты, ён усё роўна нічога не знайшоў у некаторых глебах. «Гэта сапраўды цудоўна».
Жаклін Гурдыяль, эколаг-мікрабіёлаг з Універсітэта Гуэлфа ў Канадзе, называе вынікі «прывабнымі», асабліва намаганні Драгона вызначыць, якія фактары ўплываюць на верагоднасць выяўлення мікраарганізмаў у дадзеным месцы. Ён выявіў, што вялікая вышыня і высокая канцэнтрацыя хларату з'яўляюцца найбольш моцнымі прадказальнікамі немагчымасці выяўлення жыцця. «Гэта вельмі цікавае адкрыццё», — сказаў Гудзіер. «Гэта шмат што кажа нам пра межы жыцця на Зямлі».
Яна не цалкам перакананая, што іх глеба сапраўды бязжыццёвая, часткова з-за ўласнага досведу ў іншай частцы Антарктыды.
Некалькі гадоў таму яна вывучала глебы з падобнага асяроддзя ў Трансантарктычных гарах, месцы за 500 міль на паўночны захад ад ледавіка Шэклтан пад назвай Універсітэцкая даліна, дзе, магчыма, не было значнай вільгаці або тэмпературы раставання на працягу 120 000 гадоў. Калі яна інкубавала іх на працягу 20 месяцаў пры тэмпературы -1°C, тыповай летняй тэмпературы ў даліне, глеба не паказвала ніякіх прыкмет жыцця. Але калі яна нагрэла ўзоры глебы на некалькі градусаў вышэй за нуль, у некаторых з іх назіраўся рост бактэрый.
Напрыклад, навукоўцы выявілі, што бактэрыяльныя клеткі застаюцца жывымі нават праз тысячы гадоў у ледавіках. Калі яны трапляюць у пастку, метабалізм клеткі можа запаволіцца ў мільён разоў. Яны пераходзяць у стан, у якім больш не растуць, а толькі аднаўляюць пашкоджанні ДНК, выкліканыя пранікненнем касмічных прамянёў праз лёд. Гудзіер мяркуе, што гэтыя «павольныя выжываючыя» могуць быць тымі, каго яна знайшла ў Каледж-Вэлі — яна падазрае, што калі б Драгон і Фірэр прааналізавалі ў 10 разоў больш глебы, яны маглі б знайсці іх у масіве Робертс або на гары Шродэр.
Брэнт Крыстнер, які вывучае антарктычныя мікробы ва Універсітэце Фларыды ў Гейнсвіле, лічыць, што гэтыя высакагорныя сухія глебы могуць дапамагчы палепшыць пошукі жыцця на Марсе.
Ён адзначыў, што касмічныя апараты «Вікінг-1» і «Вікінг-2», якія прызямліліся на Марсе ў 1976 годзе, правялі эксперыменты па выяўленні жыцця, часткова заснаваныя на даследаваннях нізіннай глебы каля ўзбярэжжа Антарктыды, рэгіёна пад назвай «Сухія даліны». Некаторыя з гэтых глеб летам намакаюць ад талай вады. Яны ўтрымліваюць не толькі мікраарганізмы, але ў некаторых месцах таксама малюсенькія чарвякі і іншыя жывёлы.
У адрозненне ад гэтага, больш высокія, сухія глебы гары Робертс і гары Шродэр могуць забяспечыць лепшыя ўмовы для выпрабаванняў марсіянскіх прыбораў.
«Паверхня Марса вельмі дрэнная», — сказаў Крыстнер. «Ні адзін арганізм на Зямлі не можа выжыць на паверхні» — прынамсі, на верхнім сантыметры ці двух. Любы касмічны карабель, які адпраўляецца туды ў пошуках жыцця, павінен быць гатовы да працы ў самых суровых месцах на Зямлі.
Аўтарскае права © 1996–2015 Нацыянальнае геаграфічнае таварыства. Аўтарскае права © National Geographic Partners, LLC, 2015–2023. Усе правы абаронены.