Marsas nėra tiksliai draugiška gyvenimo vieta, kaip mes jį žinome. Temperatūra pusiaujo metu vasarą gali siekti net 35 ° C (95 ° F) vidurdienį, o vidutinė paviršiaus temperatūra yra –63 ° C (–82 ° F), o temperatūra gali siekti net iki -143 ° C (-226 ° F) žiemą poliariniuose regionuose. Jos atmosferos slėgis sudaro apie pusę vieno procento Žemės paviršiaus, o paviršių veikia didelis radiacijos kiekis.
Iki šiol niekas nebuvo tikras, ar mikroorganizmai gali išgyventi šioje ekstremalioje aplinkoje. Bet dėka naujo tyrimo, kurį atliko mokslininkai iš Lomonosovo Maskvos valstybinio universiteto (LMSU), dabar galime nustatyti, kokias sąlygas mikroorganizmai gali atlaikyti. Todėl šis tyrimas gali turėti reikšmingos įtakos medžioklei kitoje Saulės sistemos dalyje, o gal net ir už jos ribų!
Tyrimas, pavadintas „100 kGy gama paveiktų mikrobų bendruomenių senovės Arkties amžinajame užšalime imituojamose Marso sąlygomis“, neseniai pasirodė moksliniame žurnale Ekstremofilai. Tyrėjų komandoje, kuriai vadovavo LMSU Vladimiras S. Cheptsovas, buvo nariai iš Rusijos mokslų akademijos, Sankt Peterburgo valstybinio politechnikos universiteto, Kurchatovo instituto ir Uralo federalinio universiteto.
Tyrimo komanda padarė išvadą, kad temperatūros ir slėgio sąlygos bus ne švelninantys veiksniai, o radiacija. Jie atliko bandymus, kuriuose buvo apšvitintos imituoto Marso regolito mikrobų bendruomenės. Imituotą regolitą sudarė nuosėdinės uolienos, kuriose buvo amžinas įšalas, kurios vėliau buvo veikiamos žemos temperatūros ir žemo slėgio.
Kaip LMSU pranešime spaudai paaiškino Vladimiras S. Čepcovas, Lomonosovo MSU Dirvožemio biologijos katedros magistrantas ir bendraautorius.
„Mes ištyrėme bendrą fizikinių veiksnių (gama spinduliuotės, žemo slėgio, žemos temperatūros) įtaką mikrobų bendrijoms senovės Arkties amžinajame užšalime. Mes taip pat tyrėme unikalų gamtos sukurtą objektą - senovės amžiną įšalimą, kuris neištirpo maždaug 2 milijonus metų. Trumpai tariant, mes atlikome modeliavimo eksperimentą, kuris apėmė kriokonservavimo sąlygas Marso regolite. Taip pat svarbu, kad šiame darbe mes ištyrėme didelių gama spinduliuotės dozių (100 kGy) poveikį prokariotų gyvybingumui, tuo tarpu ankstesniuose tyrimuose niekada nebuvo rasta gyvų prokariotų po didesnių nei 80 kGy dozių. “
Norėdami imituoti Marso sąlygas, komanda naudojo originalią pastovią klimato kamerą, palaikančią žemą temperatūrą ir atmosferos slėgį. Tada jie veikė mikroorganizmus skirtingo lygio gama spinduliuote. Jie nustatė, kad mikrobų bendruomenės buvo labai atsparios temperatūros ir slėgio sąlygoms Marso aplinkoje.
Tačiau pradėję švitinti mikrobus, jie pastebėjo keletą skirtumų tarp švitinto ir kontrolinio mėginio. Nors bendras prokariotinių ląstelių skaičius ir metaboliškai aktyvių bakterijų ląstelių skaičius atitiko kontrolinį lygį, švitintų bakterijų skaičius sumažėjo dviem dydžiais, o metaboliškai aktyvių archajos ląstelių skaičius taip pat sumažėjo tris kartus.
Komanda taip pat pastebėjo, kad ekspozicijoje esančiame amžinojo įšalo mėginyje buvo didelė bakterijų įvairovė ir ši švitinta ši bakterija patyrė didelius struktūrinius pokyčius. Pavyzdžiui, tokios aktinobakterijų populiacijos kaip Arthrobacter- įprastos dirvoje aptinkamos genties - kontroliniuose mėginiuose nebuvo, tačiau jos vyravo veikiamose bakterijų bendruomenėse.
Trumpai tariant, šie rezultatai parodė, kad mikroorganizmai Marse yra labiau išgyvenami nei manyta anksčiau. Jie ne tik gali išgyventi šaltą temperatūrą ir žemą atmosferos slėgį, bet ir gali išgyventi tokias pat radiacijos sąlygas, kokios yra įprastos paviršiuje. Kaip paaiškino Čepcovas:
„Tyrimo rezultatai rodo gyvybingų mikroorganizmų ilgalaikio išsaugojimo galimybę Marso regolite. Jonizuojančiosios spinduliuotės intensyvumas Marso paviršiuje yra 0,05–0,076 Gy / metus ir mažėja gyliu. Atsižvelgiant į radiacijos intensyvumą Marso regolite, gauti duomenys leidžia daryti prielaidą, kad hipotetinės Marso ekosistemos galėtų būti išsaugotos anabiotinėje būsenoje paviršiniame regolito sluoksnyje (apsaugotame nuo UV spindulių) mažiausiai 1,3 milijono metų, dviejų metrų gylyje ne mažiau kaip 3,3 milijono metų, o penkių metrų gylyje - mažiausiai 20 milijonų metų. Gauti duomenys taip pat gali būti naudojami norint aptikti gyvybingus mikroorganizmus ant kitų Saulės sistemos objektų ir mažuose kūno vietose kosmose. “
Šis tyrimas buvo reikšmingas dėl daugelio priežasčių. Viena vertus, autoriai pirmą kartą sugebėjo įrodyti, kad prokariotų bakterijos gali išgyventi radiaciją, viršijančią 80 kGy - tai, kas anksčiau buvo manoma neįmanoma. Jie taip pat parodė, kad nepaisant sunkių sąlygų, mikroorganizmai šiandien vis dar galėjo būti gyvi Marse, išsaugoti jo amžinajame šaltyje ir dirvožemyje.
Tyrimas taip pat įrodo, kad svarbu atsižvelgti ir į nežemiškus, ir į kosminius veiksnius, kur ir kokiomis sąlygomis gyvieji organizmai gali išgyventi. Paskutinis, bet ne mažiau svarbus dalykas - šis tyrimas padarė tai, ko dar nebuvo atlikęs nė vienas ankstesnis tyrimas, kuris nusako mikroorganizmų Marso atsparumo radiacijai ribas - ypač regolito metu ir įvairiame gylyje.
Ši informacija bus neįkainojama būsimoms misijoms į Marsą ir kitas Saulės sistemos vietas ir galbūt net tiriant egzoplanetas. Žinojimas, kokiomis sąlygomis klestės gyvenimas, padės mums nustatyti, kur ieškoti jo požymių. Ruošdamas misijas kitais žodžiais, mokslininkams taip pat bus žinoma, kokių vietų reikia vengti, kad būtų išvengta vietinių ekosistemų užteršimo.
