Die grond van die rotsagtige rif in Sentraal -Antarktika het nog nooit mikroörganismes bevat nie.
Vir die eerste keer het wetenskaplikes ontdek dat daar geen lewe in die grond op die aarde se oppervlak is nie. Die grond kom van twee windverwaaide, rotsagtige rante in die binnekant van Antarktika, 300 myl van die Suidpool, waar duisende voete ys deur die berge binnedring.
"Mense het altyd gedink dat mikrobes gehard is en oral kan woon," sê Noah Firer, 'n mikrobiese ekoloog aan die Universiteit van Colorado Boulder wie se span studeer. Per slot van rekening is daar gevind dat enkel-selle-organismes in hidrotermiese openings woon, met temperature van meer as 200 grade Fahrenheit, in mere onder 'n kilometer ys in Antarktika, en selfs 120,000 voet bo die aarde se stratosfeer. Maar na 'n jaar se werk het Ferrer en sy doktorale student Nicholas Dragon nog geen tekens van lewe gevind in die Antarktiese grond wat hulle versamel het nie.
Firer en Dragone het gronde van 11 verskillende bergreekse bestudeer, wat 'n wye verskeidenheid toestande verteenwoordig. Diegene wat van laer en minder koue berggebiede kom, bevat bakterieë en swamme. Maar in sommige berge van die twee hoogste, droogste en koudste bergreekse is daar geen tekens van die lewe nie.
“Ons kan nie sê dat hulle steriel is nie,” het Ferrer gesê. Mikrobioloë is gewoond daaraan om miljoene selle in 'n teelepel grond te vind. Daarom kan 'n baie klein getal (bv. 100 lewensvatbare selle) ontsnap op die opsporing. 'Maar sover ons weet, bevat hulle geen mikroörganismes nie.'
Of sommige grond waarlik sonder die lewe is of later ontdek word dat dit 'n paar oorlewende selle bevat, nuwe bevindings wat onlangs in die tydskrif JGR Biogeosciences gepubliseer is, kan help met die soeke na die lewe op Mars. Antarktiese grond is permanent gevries, vol giftige soute, en het al twee miljoen jaar lank nie veel vloeibare water gehad nie - soortgelyk aan die Mars -grond.
Hulle is in Januarie 2018 tydens 'n National Science Foundation-befondsde ekspedisie na afgeleë gebiede van die Transantarktiese berge versamel. Hulle gaan deur die binnekant van die kontinent en skei die hoë poolplateau in die ooste van die laagliggende ys in die weste. Die wetenskaplikes het kamp opgerig op die Shackleton-gletser, 'n ys van 60 myl wat ys in die berge in die berge vloei. Hulle het helikopters gebruik om na groot hoogtes te vlieg en monsters op en af ​​in die gletser te versamel.
In die warm, nat berge aan die voet van 'n gletser, net 'n paar honderd voet bo seespieël, het hulle ontdek dat die grond deur diere kleiner as 'n sesamsaad bewoon word: mikroskopiese wurms, agtbene tardigrades, rotifers en klein wurms. Springtails genoem. Gevleuelde insekte. Hierdie kaal, sanderige gronde bevat minder as duisendste die hoeveelheid bakterieë wat in 'n goed versorgde grasperk voorkom, genoeg om voedsel te voorsien vir die klein herbivore wat onder die oppervlak loer.
Maar hierdie tekens van die lewe het geleidelik verdwyn toe die span hoër berge dieper in die gletser besoek het. Aan die bopunt van die gletser het hulle twee berge besoek - Mount Schroeder en Mount Roberts - wat meer as 7.000 voet hoog is.
Die besoeke aan Schroeder Mountain was brutaal, onthou Byron Adams, 'n bioloog aan die Brigham Young -universiteit in Provo, Utah, wat die projek gelei het. Die temperatuur op hierdie somersdag is naby 0 ° F. Die huilende wind verdamp die ys en sneeu stadig en laat die berge kaal, 'n konstante bedreiging vir die opheffing en gooi van die tuinskoppe wat hulle gebring het om die sand op te grawe. Die land is bedek met rooierige vulkaniese gesteentes wat oor honderde miljoene jare deur wind en reën geërodeer is, wat hulle geput en gepoleer het.
Toe die wetenskaplikes die rots oplig, het hulle ontdek dat die basis daarvan bedek was met 'n kors wit soute - giftige kristalle van perchloraat, chloraat en nitraat. Perchlorate en chlorate, korrosiewe reaktiewe soute wat in vuurpylbrandstof en industriële bleikmiddel gebruik word, word ook in oorvloed op die oppervlak van Mars aangetref. Met geen water om weg te was nie, versamel sout op hierdie droë Antarktiese berge.
“Dit is soos om op Mars te steek,” het Adams gesê. As u 'n skopgraaf insteek, "weet u dat u die eerste ding is wat die grond vir ewig versteur - miskien miljoene jare."
Die navorsers het voorgestel dat selfs op so 'n groot hoogtes en in die moeilikste omstandighede steeds lewende mikroörganismes in die grond sou vind. Maar hierdie verwagtinge het laat in 2018 begin vervaag, toe Dragon 'n tegniek genaamd Polymerase Chain Reaction (PCR) gebruik het om mikrobiese DNA in vuil op te spoor. Dragon het 204 monsters van berge bo en onder die gletser getoets. Monsters van laer, koeler berge het groot hoeveelhede DNA opgelewer; Maar die meeste monsters (20%) van hoë hoogtes, insluitend die meeste van Mount Schroeder en Roberts Massif, is nie vir enige resultate getoets nie, wat daarop dui dat hulle baie min mikroörganismes bevat, of miskien glad nie.
'Toe hy my die eerste keer 'n paar resultate begin toon, het ek gedink:' iets is verkeerd, '' het Ferrell gesê. Hy het gedink daar moet iets verkeerd wees met die monster of die laboratoriumtoerusting.
Dragon het daarna 'n reeks addisionele eksperimente uitgevoer om na tekens van lewe te soek. Hy het die grond met glukose behandel om te sien of sekere organismes in die grond dit in koolstofdioksied omgeskakel het. Hy het probeer om 'n chemikalie met die naam ATP te ontdek, wat deur alle lewe op aarde gebruik word om energie op te slaan. Vir 'n paar maande het hy stukke grond in verskillende voedingsmengsels gekweek en probeer om bestaande mikroörganismes te oortuig om in kolonies te groei.
“Nick het die kombuiswasbak by hierdie monsters gegooi,” het Ferrell gesê. Ondanks al hierdie toetse het hy steeds niks in sommige gronde gevind nie. 'Dit is regtig ongelooflik.'
Jacqueline Gurdial, 'n omgewingsmikrobioloog aan die Universiteit van Guelph in Kanada, noem die resultate 'aanloklik', veral Dragon se pogings om te bepaal watter faktore die waarskynlikheid beïnvloed om mikroörganismes op 'n gegewe plek te vind. Hy het bevind dat konsentrasies met 'n hoë hoogte en hoë chloorkonsentrasies die sterkste voorspellers was van versuim om die lewe op te spoor. “Dit is 'n baie interessante ontdekking,” het Goodyear gesê. 'Dit vertel ons baie van die grense van die lewe op aarde.'
Sy is nie heeltemal oortuig daarvan dat hul grond werklik leweloos is nie, deels as gevolg van haar eie ervarings in 'n ander deel van Antarktika.
'N Paar jaar gelede het sy gronde uit 'n soortgelyke omgewing in die Transantarctic Mountains bestudeer, 'n plek van 500 myl noordwes van Shackleton Glacier, genaamd University Valley, wat moontlik nie 120.000 jaar aansienlike vog- of smelttemperature gehad het nie. Toe sy dit 20 maande by 23 ° F, 'n tipiese somertemperatuur in die vallei, inkubeer, het die grond geen tekens van lewe getoon nie. Maar toe sy grond 'n paar grade bo vriespunt verhit, het sommige bakteriële groei getoon.
Wetenskaplikes het byvoorbeeld ontdek dat bakteriese selle selfs na duisende jare in gletsers lewendig bly. As hulle vasgevang word, kan die metabolisme van die sel 'n miljoen keer vertraag. Hulle gaan in 'n toestand waarin hulle nie meer groei nie, maar herstel slegs DNA -skade wat veroorsaak word deur kosmiese strale wat die ys binnedring. Goodyear spekuleer dat hierdie 'stadige oorlewendes' miskien dié is wat sy in College Valley gevind het - sy vermoed dat as Dragone en Firer tien keer meer grond ontleed het, hulle dit in Roberts Massif of Schroeder Mountain sou gevind het.
Brent Christner, wat Antarktiese mikrobes aan die Universiteit van Florida in Gainesville bestudeer, glo dat hierdie hoë, droë gronde kan help om die soeke na die lewe op Mars te verbeter.
Hy het opgemerk dat die Viking 1- en Viking 2-ruimtetuig, wat in 1976 op Mars beland het, lewensopsporingseksperimente uitgevoer het, deels gebaseer op studies van laagliggende grond naby die kus van Antarktika, 'n streek genaamd droë valleie. Sommige van hierdie gronde word in die somer nat van smeltwater. Dit bevat nie net mikroörganismes nie, maar op sommige plekke ook klein wurms en ander diere.
In teenstelling hiermee kan die hoër, droë gronde van Mount Roberts en Mount Schroeder moontlik beter toetsgronde vir Mars -instrumente bied.
"Die oppervlak van Mars is baie sleg," het Christner gesê. 'Geen organisme op aarde kan op die oppervlak oorleef nie' - ten minste die boonste duim of twee. Enige ruimtetuig wat daarheen gaan op soek na die lewe, moet bereid wees om op sommige van die strengste plekke op aarde te werk.
Kopiereg © 1996–2015 National Geographic Society. Kopiereg © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Alle regte voorbehou.