Centrinės Antarktidos uolėtosios kalnagūbrio dirvožemyje niekada nebuvo mikroorganizmų.
Pirmą kartą mokslininkai atrado, kad Žemės paviršiaus dirvožemyje, regis, nėra gyvybės. Dirvožemis atkeliauja iš dviejų vėjų gairinamų uolėtų kalnagūbrių Antarktidos gilumoje, 300 mylių nuo Pietų ašigalio, kur į kalnus prasiskverbia tūkstančiai pėdų ledo.
„Žmonės visada manė, kad mikrobai yra atsparūs ir gali gyventi bet kur“, – sako Noah Firer, mikrobų ekologas iš Kolorado universiteto Boulderyje, kurio komanda tyrinėja dirvožemį. Juk vienaląsčių organizmų buvo rasta gyvenančių hidroterminėse versmėse, kurių temperatūra viršija 200 laipsnių pagal Farenheitą, ežeruose po pusės mylios ledu Antarktidoje ir net 120 000 pėdų virš Žemės stratosferos. Tačiau po metų darbo Ferrer ir jo doktorantas Nicholas Dragon vis dar nerado jokių gyvybės požymių surinktoje Antarktidos dirvožemyje.
Fireris ir Dragone'as tyrė 11 skirtingų kalnų grandinių dirvožemius, atspindinčius labai įvairias sąlygas. Žemesnių ir mažiau šaltų kalnų dirvožemiuose yra bakterijų ir grybelių. Tačiau kai kuriuose dviejų aukščiausių, sausiausių ir šalčiausių kalnų grandinių kalnuose nėra jokių gyvybės ženklų.
„Negalime sakyti, kad jos sterilios“, – sakė Ferreris. Mikrobiologai įpratę rasti milijonus ląstelių viename arbatiniame šaukštelyje dirvožemio. Todėl labai mažas skaičius (pvz., 100 gyvybingų ląstelių) gali likti nepastebėtas. „Tačiau, kiek mums žinoma, jose nėra jokių mikroorganizmų.“
Nesvarbu, ar tam tikrame dirvožemyje iš tiesų nėra gyvybės, ar vėliau aptinkama, kad jame yra išlikusių ląstelių, nauji duomenys, neseniai paskelbti žurnale „JGR Biogeosciences“, gali padėti ieškoti gyvybės Marse. Antarktidos dirvožemis yra nuolat užšalęs, pilnas toksiškų druskų ir du milijonus metų neturėjo daug skysto vandens – panašiai kaip Marso dirvožemyje.
Jie buvo surinkti 2018 m. sausio mėn. Nacionalinio mokslo fondo finansuotos ekspedicijos metu į atokius Transantarktinių kalnų regionus. Jie kerta žemyno gilumą, atskirdami rytuose esančią aukštą poliarinę plynaukštę nuo vakaruose esančio žemo ledo. Mokslininkai įsikūrė ant Šakletono ledyno – 60 mylių ilgio ledo konvejerio juostos, tekančios kalnų tarpekliu. Jie naudojo sraigtasparnius, kad pakiltų į didelį aukštį ir rinktų mėginius ledynuose.
Šiltuose, drėgnuose kalnuose ledyno papėdėje, vos kelis šimtus pėdų virš jūros lygio, jie atrado, kad dirvožemyje gyvena gyvūnai, mažesni už sezamo sėklą: mikroskopiniai kirminai, aštuoniakojai lėtaūsiai, verpetės ir mažyčiai kirminai, vadinami podurais. Sparnuoti vabzdžiai. Šiuose plikuose, smėlinguose dirvožemiuose bakterijų yra mažiau nei tūkstantoji dalis to, kas randama gerai prižiūrimoje vejoje, o to pakanka maistui mažiems žolėdžiams, gyvenantiems po paviršiumi.
Tačiau šie gyvybės ženklai pamažu nyko, komandai lankantis aukštesnius kalnus, giliau ledyne. Ledyno viršūnėje jie aplankė du kalnus – Šrėderio kalną ir Robertso kalną, kurių aukštis viršija 7000 pėdų.
„Vizitai į Šrioderio kalną buvo žiaurūs“, – prisimena projektui vadovavęs Brigamo Jango universiteto Provo mieste, Jutoje, biologas Byronas Adamsas. Šią vasaros dieną temperatūra artima 0°F. Siaučiantis vėjas lėtai išgarino ledą ir sniegą, palikdamas kalnus plikus – nuolatinę grėsmę kelti ir mėtyti sodo kastuvus, kuriuos jie atsinešė smėliui kasti. Žemę dengia rausvos vulkaninės uolienos, kurias per šimtus milijonų metų ardė vėjas ir lietus, palikdamos jas duobėtas ir nublizgintas.
Kai mokslininkai iškėlė uolieną, jie aptiko, kad jos pagrindas buvo padengtas baltų druskų pluta – toksiškais perchlorato, chlorato ir nitrato kristalais. Marso paviršiuje taip pat gausu perchloratų ir chloratų, koroziją sukeliančių druskų, naudojamų raketų kure ir pramoniniame baliklyje. Neturint vandens, kurį būtų galima nuplauti, druska kaupiasi šiuose sausuose Antarktidos kalnuose.
„Tai tarsi mėginių ėmimas Marse“, – sakė Adamsas. Kai įkiši kastuvą, „žinai, kad esi pirmas dalykas, kuris per amžius – galbūt milijonus metų – sutrikdė dirvožemį.“
Tyrėjai teigė, kad net ir tokiame dideliame aukštyje bei atšiauriausiomis sąlygomis dirvožemyje jie vis tiek ras gyvų mikroorganizmų. Tačiau šie lūkesčiai ėmė blėsti 2018 m. pabaigoje, kai „Dragon“ panaudojo polimerazės grandininės reakcijos (PGR) metodą, kad aptiktų mikrobų DNR dirvožemyje. „Dragon“ ištyrė 204 mėginius iš kalnų virš ir po ledynu. Mėginiuose iš žemesnių, vėsesnių kalnų rasta daug DNR; tačiau dauguma mėginių (20 %) iš didelių aukščių, įskaitant daugumą iš Šrėderio kalno ir Robertso masyvo, nebuvo tirti ir gauti jokie rezultatai, o tai rodo, kad juose buvo labai mažai mikroorganizmų arba jų visai nebuvo.
„Kai jis pirmą kartą pradėjo rodyti man rezultatus, pamaniau: „Kažkas negerai“, – sakė Ferrellas. Jis manė, kad kažkas negerai su mėginiu arba su laboratorine įranga.
Tada Drakonas atliko keletą papildomų eksperimentų, ieškodamas gyvybės požymių. Jis apdorojo dirvožemį gliukoze, norėdamas išsiaiškinti, ar tam tikri dirvožemyje esantys organizmai ją paverčia anglies dioksidu. Jis bandė atrasti cheminę medžiagą, vadinamą ATP, kurią visa gyvybė Žemėje naudoja energijai kaupti. Kelis mėnesius jis kultivavo dirvožemio gabalus įvairiuose maistinių medžiagų mišiniuose, bandydamas įtikinti esamus mikroorganizmus augti į kolonijas.
„Nikas į šiuos mėginius metė virtuvės kriauklę“, – sakė Ferrellas. Nepaisant visų šių tyrimų, kai kuriuose dirvožemiuose jis vis tiek nieko nerado. „Tai tikrai nuostabu.“
Jacqueline Gurdial, aplinkos mikrobiologė iš Guelfo universiteto Kanadoje, rezultatus vadina „viliojančiais“, ypač Dragono pastangas nustatyti, kokie veiksniai turi įtakos mikroorganizmų radimo tikimybei tam tikroje vietoje. Jis nustatė, kad didelis aukštis ir didelė chloratų koncentracija buvo stipriausi gyvybės neaptikimo veiksniai. „Tai labai įdomus atradimas“, – sakė Goodyear. „Tai daug pasako apie gyvybės Žemėje ribas.“
Ji nėra visiškai įsitikinusi, kad jų dirvožemis yra tikrai negyvas, iš dalies dėl savo pačios patirties kitoje Antarktidos dalyje.
Prieš kelerius metus ji tyrinėjo dirvožemį panašioje aplinkoje Transantarktiniuose kalnuose – vietoje, esančioje 500 mylių į šiaurės vakarus nuo Šakletono ledyno, vadinamoje Universiteto slėniu, kurioje per pastaruosius 120 000 metų galbūt nebuvo didelės drėgmės ar tirpsmo temperatūros. Kai ji 20 mėnesių inkubavo dirvožemį -1°C temperatūroje – tai tipiška vasaros temperatūra slėnyje – jame nebuvo jokių gyvybės požymių. Tačiau kai ji kaitino dirvožemio mėginius keliais laipsniais aukščiau nulio, kai kuriuose iš jų buvo pastebėtas bakterijų augimas.
Pavyzdžiui, mokslininkai atrado, kad bakterijų ląstelės išlieka gyvos net po tūkstančių metų ledynuose. Kai jos įstringa, ląstelės metabolizmas gali sulėtėti milijoną kartų. Jos pereina į būseną, kurioje nebeauga, o tik taiso DNR pažeidimus, kuriuos sukėlė kosminiai spinduliai, prasiskverbiantys pro ledą. Goodyear spėja, kad šios „lėtai išgyvenusios“ ląstelės gali būti tos, kurias ji rado Koledžo slėnyje – ji įtaria, kad jei Dragone ir Firer būtų išanalizavę 10 kartų daugiau dirvožemio, jie galėjo jas rasti Robertso masyve arba Šrėderio kalne.
Brentas Christneris, tiriantis Antarkties mikrobus Floridos universitete Geinsvilyje, mano, kad šie aukštikalnių, sausi dirvožemiai galėtų padėti pagerinti gyvybės paieškas Marse.
Jis pažymėjo, kad erdvėlaiviai „Viking 1“ ir „Viking 2“, kurie 1976 m. nusileido Marse, atliko gyvybės aptikimo eksperimentus, iš dalies pagrįstus žemumų dirvožemio tyrimais netoli Antarktidos pakrantės, regione, vadinamame Sausaisiais slėniais. Kai kurie iš šių dirvožemių vasarą sudrėksta dėl tirpsmo vandens. Juose gyvena ne tik mikroorganizmai, bet kai kuriose vietose ir mažyčiai kirminai bei kiti gyvūnai.
Priešingai, aukštesni, sausesni Robertso ir Šrėderio kalnų dirvožemiai gali būti geresnės Marso instrumentų bandymų vietos.
„Marso paviršius yra labai blogas“, – sakė Christneris. „Joks organizmas Žemėje negali išgyventi paviršiuje“ – bent jau viršutiniame colyje ar dviejuose. Bet kuris erdvėlaivis, skrendantis ten ieškoti gyvybės, turi būti pasiruošęs veikti kai kuriose atšiauriausiose Žemės vietose.
Autorių teisės © 1996–2015 m. priklauso „National Geographic Society“. Autorių teisės © „National Geographic Partners, LLC“, 2015–2023 m. Visos teisės saugomos.