Solul crestei stâncoase din centrul Antarcticii nu a conținut niciodată microorganisme.
Pentru prima dată, oamenii de știință au descoperit că se pare că nu există viață în solul de la suprafața Pământului. Solul provine de pe două creste stâncoase, bătute de vânt, din interiorul Antarcticii, la 480 km de Polul Sud, unde mii de metri de gheață pătrund în munți.
„Oamenii au crezut întotdeauna că microbii sunt rezistenți și pot trăi oriunde”, spune Noah Firer, ecologist microbian la Universitatea din Colorado, Boulder, a cărui echipă studiază solul. La urma urmei, organisme unicelulare au fost găsite trăind în izvoare hidrotermale cu temperaturi care depășesc 200 de grade Fahrenheit, în lacuri sub 800 de metri de gheață în Antarctica și chiar la 36.000 de metri deasupra stratosferei Pământului. Dar, după un an de muncă, Ferrer și studentul său doctorand, Nicholas Dragon, încă nu au găsit niciun semn de viață în solul antarctic pe care l-au colectat.
Firer și Dragone au studiat solurile din 11 lanțuri muntoase diferite, reprezentând o gamă largă de condiții. Cele care provin din zone montane mai joase și mai puțin reci conțin bacterii și ciuperci. Dar în unii munți din cele două lanțuri muntoase cele mai înalte, cele mai aride și cele mai reci nu există semne de viață.
„Nu putem spune că sunt sterile”, a spus Ferrer. Microbiologii sunt obișnuiți să găsească milioane de celule într-o linguriță de sol. Prin urmare, un număr foarte mic (de exemplu, 100 de celule viabile) ar putea scăpa de detectare. „Dar, din câte știm, acestea nu conțin niciun microorganisme.”
Indiferent dacă o parte din sol este cu adevărat lipsită de viață sau se descoperă ulterior că conține unele celule supraviețuitoare, noile descoperiri publicate recent în revista JGR Biogeosciences ar putea ajuta în căutarea vieții pe Marte. Solul antarctic este înghețat permanent, plin de săruri toxice și nu a avut multă apă lichidă timp de două milioane de ani - similar cu solul marțian.
Acestea au fost colectate în timpul unei expediții finanțate de Fundația Națională pentru Știință, în ianuarie 2018, în zone îndepărtate ale Munților Transantarctici. Acestea trec prin interiorul continentului, separând platoul polar înalt din est de gheața joasă din vest. Oamenii de știință și-au stabilit tabăra pe ghețarul Shackleton, o bandă transportoare de gheață lungă de 96 de kilometri care curge pe o prăpastie în munți. Au folosit elicoptere pentru a zbura la altitudini mari și a colecta probe de-a lungul ghețarului.
În munții calzi și umezi de la poalele unui ghețar, la doar câteva sute de metri deasupra nivelului mării, au descoperit că solul era locuit de animale mai mici decât o sămânță de susan: viermi microscopici, tardigrade cu opt picioare, rotifere și viermi minusculi numiți colembolizi. Insecte înaripate. Aceste soluri nisipoase și goale conțin mai puțin de o miime din cantitatea de bacterii găsită într-un gazon bine îngrijit, suficient pentru a oferi hrană micilor erbivori care se ascund sub suprafață.
Însă aceste semne de viață au dispărut treptat pe măsură ce echipa a vizitat munți mai înalți, aflați mai adânc în interiorul ghețarului. În vârful ghețarului, au vizitat doi munți - Muntele Schroeder și Muntele Roberts - care au o înălțime de peste 2.100 de metri.
Vizitele pe Muntele Schroeder au fost brutale, își amintește Byron Adams, biolog la Universitatea Brigham Young din Provo, Utah, care a condus proiectul. Temperatura în această zi de vară este aproape de 0°F. Vântul urlător a evaporat încet gheața și zăpada, lăsând munții goi, o amenințare constantă pentru ridicarea și aruncarea lopeților de grădină pe care le aduseseră pentru a săpa nisipul. Terenul este acoperit de roci vulcanice roșiatice, care au fost erodate de-a lungul a sute de milioane de ani de vânt și ploaie, lăsându-le gropite și lustruite.
Când oamenii de știință au ridicat roca, au descoperit că baza acesteia era acoperită cu o crustă de săruri albe - cristale toxice de perclorat, clorat și nitrați. Perclorații și clorații, săruri corozive-reactive utilizate în combustibilul pentru rachete și înălbitorul industrial, se găsesc, de asemenea, din abundență pe suprafața planetei Marte. Fără apă de spălat, sarea se acumulează pe acești munți antarctici uscați.
„E ca și cum ai preleva probe de pe Marte”, a spus Adams. Când bagi o lopată în pământ, „știi că ești primul lucru care a tulburat solul după o veșnicie - poate milioane de ani.”
Cercetătorii au sugerat că, chiar și la altitudini atât de mari și în cele mai dure condiții, ar putea găsi microorganisme vii în sol. Însă aceste așteptări au început să se estompeze la sfârșitul anului 2018, când Dragon a folosit o tehnică numită reacție în lanț a polimerazei (PCR) pentru a detecta ADN-ul microbian în pământ. Dragon a testat 204 probe din munții de deasupra și de dedesubtul ghețarului. Probele din munții mai joși și mai reci au produs cantități mari de ADN; dar majoritatea probelor (20%) de la altitudini mari, inclusiv majoritatea de pe Muntele Schroeder și Masivul Roberts, nu au fost testate pentru niciun rezultat, ceea ce indică faptul că acestea conțineau foarte puține microorganisme sau poate deloc.
„Când a început să-mi arate niște rezultate, m-am gândit: «Ceva nu este în regulă»”, a spus Ferrell. El a crezut că trebuie să fie ceva în neregulă cu proba sau cu echipamentul de laborator.
Dragon a efectuat apoi o serie de experimente suplimentare pentru a căuta semne de viață. A tratat solul cu glucoză pentru a vedea dacă anumite organisme din sol îl transformau în dioxid de carbon. Încerca să descopere o substanță chimică numită ATP, care este folosită de toate formele de viață de pe Pământ pentru a stoca energie. Timp de câteva luni, a cultivat bucăți de sol în diverse amestecuri de nutrienți, încercând să convingă microorganismele existente să crească în colonii.
„Nick a aruncat chiuveta din bucătărie peste aceste mostre”, a spus Ferrell. În ciuda tuturor acestor teste, tot nu a găsit nimic în unele soluri. „Este cu adevărat uimitor.”
Jacqueline Gurdial, microbiolog specializat în mediu la Universitatea din Guelph, Canada, numește rezultatele „atractive”, în special eforturile lui Dragon de a determina ce factori influențează probabilitatea de a găsi microorganisme într-o anumită locație. Ea a descoperit că altitudinea mare și concentrațiile ridicate de clorat au fost cei mai puternici predictori ai eșecului de a detecta viața. „Aceasta este o descoperire foarte interesantă”, a spus Goodyear. „Acest lucru ne spune multe despre limitele vieții pe Pământ.”
Nu este pe deplin convinsă că solul lor este cu adevărat lipsit de viață, parțial datorită propriilor experiențe într-o altă parte a Antarcticii.
În urmă cu câțiva ani, ea a studiat solurile dintr-un mediu similar din Munții Transantarctici, un loc situat la 800 km nord-vest de Ghețarul Shackleton, numit University Valley, care este posibil să nu fi avut umiditate sau temperaturi de topire semnificative timp de 120.000 de ani. Când a incubat solul timp de 20 de luni la -5°C, o temperatură tipică de vară în vale, solul nu a prezentat niciun semn de viață. Dar când a încălzit probele de sol cu ​​câteva grade peste punctul de îngheț, unele au arătat o creștere bacteriană.
De exemplu, oamenii de știință au descoperit că celulele bacteriene rămân în viață chiar și după mii de ani petrecuți în ghețari. Când rămân blocate, metabolismul celulei poate încetini de un milion de ori. Acestea intră într-o stare în care nu mai cresc, ci doar repară daunele ADN-ului cauzate de razele cosmice care pătrund în gheață. Goodyear speculează că acești „supraviețuitori lenți” ar putea fi cei pe care i-a găsit în College Valley - ea bănuiește că, dacă Dragone și Firer ar fi analizat de 10 ori mai mult sol, i-ar fi putut găsi în Masivul Roberts sau în Muntele Schroeder.
Brent Christner, care studiază microbii antarctici la Universitatea din Florida din Gainesville, consideră că aceste soluri uscate, de mare altitudine, ar putea contribui la îmbunătățirea căutării vieții pe Marte.
El a menționat că sondele spațiale Viking 1 și Viking 2, care au aterizat pe Marte în 1976, au efectuat experimente de detectare a vieții bazate parțial pe studii efectuate asupra solului jos din apropierea coastei Antarcticii, o regiune numită Văile Seci. Unele dintre aceste soluri devin umede din cauza apei topite vara. Acestea conțin nu numai microorganisme, ci în unele locuri și viermi minusculi și alte animale.
În schimb, solurile mai înalte și uscate de pe Muntele Roberts și Muntele Schroeder ar putea oferi terenuri de testare mai bune pentru instrumentele marțiene.
„Suprafața planetei Marte este foarte proastă”, a spus Christner. „Niciun organism de pe Pământ nu poate supraviețui la suprafață” – cel puțin un centimetru sau doi de la suprafață. Orice navă spațială care merge acolo în căutarea vieții trebuie să fie pregătită să opereze în unele dintre cele mai dificile locuri de pe Pământ.
Drepturi de autor © 1996–2015 National Geographic Society. Drepturi de autor © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Toate drepturile rezervate.