Tlo kamenitog grebena u centralnom Antarktiku nikada nije sadržavalo mikroorganizme.
Naučnici su prvi put otkrili da, po svemu sudeći, nema života u tlu na Zemljinoj površini. Tlo potiče sa dva vjetrom šibana, stjenovita grebena u unutrašnjosti Antarktika, 480 kilometara od Južnog pola, gdje hiljade stopa leda prodiru kroz planine.
„Ljudi su oduvijek mislili da su mikrobi otporni i da mogu živjeti bilo gdje“, kaže Noah Firer, mikrobiološki ekolog sa Univerziteta Colorado Boulder, čiji tim proučava tlo. Uostalom, pronađeni su jednoćelijski organizmi koji žive u hidrotermalnim izvorima s temperaturama većim od 93 stepena Celzijusa, u jezerima ispod pola milje leda na Antarktiku, 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 sakupili.
Firer i Dragone proučavali su tla iz 11 različitih planinskih lanaca, koji predstavljaju širok raspon uvjeta. Ona koja potiču iz nižih i manje hladnih planinskih područja sadrže bakterije i gljivice. Ali u nekim planinama dva najviša, najsušnija i najhladnija planinska lanca nema znakova života.
„Ne možemo reći da su sterilne“, rekao je Ferrer. Mikrobiolozi su navikli da pronalaze milione ćelija u kašičici zemlje. Stoga, vrlo mali broj (npr. 100 održivih ćelija) može proći neopaženo. „Ali koliko znamo, one ne sadrže nikakve mikroorganizme.“
Bez obzira na to da li je neko tlo zaista lišeno života ili se kasnije otkrije da sadrži neke preživjele ćelije, 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 mnogo tečne vode dva miliona godina - slično kao i tlo na Marsu.
Prikupljeni su tokom ekspedicije koju je finansirala Nacionalna naučna fondacija u januaru 2018. godine u udaljena područja Transantarktičkih planina. Prolaze kroz unutrašnjost kontinenta, odvajajući visoku polarnu visoravan na istoku od niskog leda na zapadu. Naučnici su postavili kamp na glečeru Shackleton, 96 kilometara dugoj pokretnoj traci leda koja teče niz ponor u planinama. Koristili su helikoptere za letove do velikih nadmorskih visina i prikupljanje uzoraka duž glečera.
U toplim, vlažnim planinama u podnožju glečera, samo nekoliko stotina stopa iznad nivoa mora, otkrili su da tlo naseljavaju životinje manje od sjemenke sezama: mikroskopski crvi, osmonogi tardigradi, rotiferi i sitni crvi, nazvani repići. Krilati insekti. Ova gola, pjeskovita tla sadrže manje od hiljaditog dijela količine bakterija koje se nalaze u dobro održavanom travnjaku, dovoljno da osiguraju hranu za male biljojede koji vrebaju ispod površine.
Ali ovi znaci života postepeno su nestajali kako je tim posjećivao više planine dublje u glečeru. Na vrhu glečera posjetili su dvije planine - Mount Schroeder i Mount Roberts - koje su visoke preko 2100 metara.
Posjete planini Schroeder bile su brutalne, prisjeća se Byron Adams, biolog sa Univerziteta Brigham Young u Provu, Utah, koji je vodio projekat. 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 da iskopavaju pijesak. Zemlja je prekrivena crvenkastim vulkanskim stijenama koje su erodirale stotine miliona godina vjetrom i kišom, ostavljajući ih izbušenim i uglačanim.
Kada su naučnici podigli stijenu, otkrili su da je njena baza prekrivena korom bijelih soli - otrovnih kristala perhlorata, hlorata i nitrata. Perhlorati i hlorati, korozivno-reaktivne soli koje se koriste u raketnom gorivu i industrijskom izbjeljivaču, također se nalaze u izobilju na površini Marsa. Bez vode za ispiranje, so se nakuplja na ovim suhim antarktičkim planinama.
„To je kao uzorkovanje na Marsu“, rekao je Adams. Kada zabodete lopatu, „znate da ste prva stvar koja će poremetiti tlo u vječnosti - možda milionima godina.“
Istraživači su sugerirali da će čak i na tako velikim nadmorskim visinama i u najsurovijim uvjetima i dalje pronaći žive mikroorganizme u tlu. Ali ta očekivanja su počela blijedjeti krajem 2018. godine, kada je Dragon koristio tehniku ​​​​zvanu lančana reakcija polimeraze (PCR) za detekciju mikrobne DNK u zemlji. Dragon je testirao 204 uzorka s planina iznad i ispod glečera. 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.
„Kada 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 da li određeni organizmi u tlu pretvaraju je u ugljikov dioksid. Pokušavao je otkriti hemikaliju zvanu ATP, koju sav život na Zemlji koristi za skladištenje energije. Nekoliko mjeseci je uzgajao komadiće tla u raznim mješavinama hranjivih tvari, pokušavajući uvjeriti postojeće mikroorganizme da rastu u kolonije.
„Nick je bacio sudoper na ove uzorke“, rekao je Ferrell. Uprkos svim ovim testovima, još uvijek nije ništa pronašao u nekim vrstama tla. „Zaista je nevjerovatno.“
Jacqueline Gurdial, mikrobiologinja za okoliš na Univerzitetu Guelph u Kanadi, naziva rezultate „primamljivim“, posebno Dragonove napore da utvrdi koji faktori utiču na vjerovatnoću pronalaska mikroorganizama na datoj lokaciji. Otkrio je da su velika nadmorska visina i visoke koncentracije hlorata najjači prediktori neuspjeha u otkrivanju života. „Ovo je vrlo zanimljivo otkriće“, rekao je Goodyear. „Ovo nam mnogo govori o granicama života na Zemlji.“
Nije u potpunosti uvjerena da je njihovo tlo zaista beživotno, dijelom i zbog vlastitih iskustava u drugom dijelu Antarktika.
Prije nekoliko godina, proučavala je tlo iz sličnog okruženja u Transantarktičkim planinama, mjestu 500 milja sjeverozapadno od Shackletonovog glečera 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 stepeni iznad nule, neki su pokazali rast bakterija.
Na primjer, naučnici su otkrili da bakterijske ćelije ostaju žive čak i nakon hiljada godina u glečerima. Kada se zarobe, metabolizam ćelije može se usporiti milion puta. One prelaze u stanje u kojem više ne rastu, već samo popravljaju oštećenja DNK uzrokovana prodiranjem kosmičkih zraka kroz led. Goodyear nagađa da bi ovi "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 planini.
Brent Christner, koji proučava antarktičke mikrobe na Univerzitetu 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 detekcije života, dijelom zasnovane na studijama niskog tla u blizini obale Antarktika, regije zvane Suhe doline. Neka od ovih tla postaju vlažna od otopljene vode ljeti. 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 u veoma lošem stanju“, 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.