Почвата на скалистия хребет в централна Антарктида никога не е съдържала микроорганизми.
За първи път учените откриват, че изглежда няма живот в почвата на земната повърхност. Почвата идва от два ветровита, скалисти хребета в интериора на Антарктида, на 300 мили от Южния полюс, където хиляди фута лед проникват в планините.
„Хората винаги са мислили, че микробите са издръжливи и могат да живеят навсякъде“, казва Ноа Файдър, микробен еколог в Университета в Колорадо Боулдър, чийто екип изучава почвата. В крайна сметка са установени едноклетъчни организми, които живеят в хидротермални отвори с температури, надвишаващи 200 градуса по Фаренхайт, в езера под половин миля лед в Антарктида и дори 120 000 фута над Земята стратосфера. Но след една година работа Ферер и неговият докторски студент Никълъс Дракон все още не са намерили никакви признаци на живот в почвата на Антарктида, която са събрали.
Пожарните и драконите изучават почви от 11 различни планински вериги, представляващи широк спектър от условия. Тези, които идват от по -ниски и по -малко студени планински райони, съдържат бактерии и гъбички. Но в някои планини на двете най -високи, най -сухи и студени планински вериги няма признаци на живот.
"Не можем да кажем, че са стерилни", каза Ферер. Микробиолозите са свикнали да намират милиони клетки в чаена лъжичка почва. Следователно, много малък брой (напр. 100 жизнеспособни клетки) може да избяга от откриването. „Но доколкото знаем, те не съдържат никакви микроорганизми.“
Независимо дали някоя почва е наистина лишена от живот или по -късно е открито, че съдържа някои оцелели клетки, новите открития, публикувани наскоро в списанието JGR Biogeosciences, могат да помогнат в търсенето на живот на Марс. Антарктическата почва е постоянно замразена, пълна с токсични соли и не е имала много течна вода от два милиона години - подобна на марсианската почва.
Те бяха събрани по време на експедиция, финансирана от Националната наука през януари 2018 г., до отдалечени райони на Трансантарктическите планини. Те преминават през вътрешността на континента, разделяйки високото полярно плато на изток от ниско разположен лед на запад. Учените създадоха лагер на ледника Шекълтън, 60-километров конвейер от лед, който тече надолу по пропаст в планината. Те използваха хеликоптери, за да летят на голяма надморска височина и да събират проби нагоре и надолу по ледника.
В топлите, мокри планини в подножието на ледник, само на няколкостотин фута над морското равнище, те откриха, че почвата е обитавана от животни, по-малки от сусамово семе: микроскопични червеи, осем крака тардигради, ротитори и малки червеи. наречени Springtails. Крилати насекоми. Тези голи, пясъчни почви съдържат по-малко от хиляда количеството бактерии, намиращи се в добре поддържана морава, достатъчно, за да осигурят храна за малките тревопасни животни, дебнещи под повърхността.
Но тези признаци на живот постепенно изчезнаха, когато екипът посети по -високи планини по -дълбоко в ледника. В горната част на ледника те посетиха две планини - Маунт Шрьодер и Маунт Робъртс - които са високи над 7000 фута.
Посещенията в планината Шрьодер бяха брутални, припомня Байрън Адамс, биолог от университета Бригъм Йънг в Прово, Юта, който ръководи проекта. Температурата в този летен ден е близо до 0 ° F. Хвърлият вятър бавно изпари леда и снега, оставяйки планините голи, постоянна заплаха за повдигането и хвърлянето на градинските лопати, които бяха донесли, за да изкопаят пясъка. Земята е покрита с червеникави вулканични скали, които са били ерозирани над стотици милиони години от вятър и дъжд, оставяйки ги изкоренени и полирани.
Когато учените вдигнаха скалата, те откриха, че основата му е покрита с коричка от бели соли - токсични кристали от перхлорат, хлорат и нитрат. Перхлорати и хлорати, корозивно-реактивни соли, използвани в ракетното гориво и промишленото белина, също се намират в изобилие на повърхността на Марс. Без вода за измиване, солта се натрупва на тези сухи антарктически планини.
"Това е като вземане на проби за Марс", каза Адамс. Когато залепите лопата, „знаете, че сте първото нещо, което нарушава почвата завинаги - може би милиони години“.
Изследователите предположиха, че дори на толкова голяма надморска височина и в най -суровите условия те все пак ще намерят живи микроорганизми в почвата. Но тези очаквания започнаха да избледняват в края на 2018 г., когато драконът използва техника, наречена полимеразна верижна реакция (PCR), за да открие микробна ДНК в мръсотия. Дракон тества 204 проби от планини над и под ледника. Пробите от по -ниски, по -хладни планини дават големи количества ДНК; Но повечето проби (20%) от голяма надморска височина, включително повечето от Mount Schroeder и Roberts Massif, не бяха тествани за никакви резултати, което показва, че те съдържат много малко микроорганизми или може би изобщо нито един.
„Когато той за първи път започна да ми показва някои резултати, си помислих:„ Нещо не е наред “, каза Ферел. Той смяташе, че трябва да има нещо нередно в пробата или лабораторното оборудване.
След това Dragon проведе серия от допълнителни експерименти, за да търси признаци на живот. Той третира почвата с глюкоза, за да види дали определени организми в почвата я превръщат в въглероден диоксид. Той се опитваше да открие химикал, наречен ATP, който се използва от целия живот на Земята за съхраняване на енергия. В продължение на няколко месеца той култивира парчета почва в различни хранителни смеси, опитвайки се да убеди съществуващите микроорганизми да прераснат в колонии.
"Ник хвърли кухненската мивка на тези проби", каза Ферел. Въпреки всички тези тестове, той все още не намери нищо в някои почви. "Наистина е невероятно."
Жаклин Гурдиал, екологичен микробиолог от Университета в Гюлф в Канада, нарича резултатите „примамливи“, особено усилията на Дракон да определят какви фактори влияят на вероятността да се намери микроорганизми на дадено място. Той откри, че високата надморска височина и високите концентрации на хлорат са най -силните предсказатели за неуспех за откриване на живота. "Това е много интересно откритие", каза Goodyear. „Това ни разказва много за границите на живота на земята.“
Тя не е напълно убедена, че почвата им е наистина безжизнена, отчасти поради собствените си преживявания в друга част на Антарктида.
Преди няколко години тя изучава почви от подобна среда в планините Трансантарктика, място на 500 мили северозападно от ледника Шекълтън, наречено Университетска долина, което може да не е имало значителни температури на влага или стопилка в продължение на 120 000 години. Когато тя го инкубира в продължение на 20 месеца при 23 ° F, типична лятна температура в долината, почвата не показва признаци на живот. Но когато тя нагрява пробите от почвата на няколко градуса над замръзването, някои показаха бактериален растеж.
Например, учените са открили, че бактериалните клетки остават живи дори след хиляди години в ледници. Когато те попаднат в капан, метаболизмът на клетката може да забави милион пъти. Те влизат в състояние, в което вече не растат, а само поправят увреждане на ДНК, причинени от космически лъчи, проникващи в леда. Goodyear спекулира, че тези „бавни оцелели“ може да са тези, които е открила в колежа „Долината“ - тя подозира, че ако Драгоне и пожар са анализирали 10 пъти повече почва, може би са ги намерили в Робъртс Масиф или планина Шрьодер.
Брент Кристинър, който изучава антарктическите микроби в Университета на Флорида в Гейнсвил, вярва, че тези сухи почви с висока надморска височина биха могли да помогнат за подобряване на търсенето на живот на Марс.
Той отбеляза, че космическите кораби Viking 1 и Viking 2, които кацнаха на Марс през 1976 г., провеждаха експерименти за откриване на живот, базирани отчасти на проучвания на ниско разположена почва близо до брега на Антарктида, регион, наречен сух долини. Някои от тези почви стават мокри от топената вода през лятото. Те съдържат не само микроорганизми, но и на някои места също мънички червеи и други животни.
За разлика от тях, по -високите, сухи почви на планината Робъртс и планината Шрьодер могат да осигурят по -добри тестови основания за марсиански инструменти.
"Повърхността на Марс е много лоша", каза Кристинър. „Никой организъм на земята не може да оцелее на повърхността“ - поне горният инч или два. Всеки космически кораб, който отива там в търсене на живот, трябва да е готов да работи в някои от най -суровите места на земята.
Copyright © 1996–2015 Национално географско общество. Copyright © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Всички права запазени.