Nuo 1970 m., Kai Voyager zondai užfiksavo apledėjusio Europos paviršiaus vaizdus, mokslininkai įtarė, kad išorinėje Saulės sistemoje mėnulio vidiniuose vandenynuose gali egzistuoti gyvybė. Nuo to laiko atsirado kitų įrodymų, patvirtinančių šią teoriją, pradedant nuo ledinių pliūpsnių Europoje ir Enceladus, hidroterminio aktyvumo vidinių modelių ir net revoliucinių sudėtingų organinių molekulių atradimo Enceladus plunksnose.
Tačiau kai kuriose išorinės saulės sistemos vietose sąlygos yra labai šaltos, o vanduo gali egzistuoti tik skystu pavidalu dėl toksiškų chemikalų, šaldančių antifrizą. Vis dėlto, remiantis nauja tarptautinės tyrėjų grupės studija, įmanoma, kad bakterijos galėtų išgyventi tokioje niūrioje aplinkoje. Tai gera žinia tiems, kurie tikisi rasti gyvybės ekstremalioje Saulės sistemos aplinkoje įrodymų.
Neseniai moksliniame žurnale pasirodė tyrimas, kuriame išsamiai aprašomos jų išvados, pavadinimu „Pagerintas mikrobų išlikimas subzero sūrymuose“. Astrobiologija. Tyrimą atliko Jokūbas Heinzas iš Berlyno technikos universiteto (TUB) astronomijos ir astrofizikos centro. Tyrime dalyvavo Tufto universiteto, Londono imperatoriškojo koledžo ir Vašingtono valstybinio universiteto nariai.
Iš esmės manoma, kad tokiuose kūnuose kaip Ceresas, Callisto, Tritonas ir Plutonas - kurie yra toli nuo saulės arba neturi vidaus šildymo mechanizmų - vidaus vandenynai egzistuoja dėl tam tikrų cheminių medžiagų ir druskų (tokių kaip amoniakas). Šie „antifriziniai“ junginiai užtikrina, kad jų vandenynuose yra žemesnė užšalimo temperatūra, tačiau jie sukuria aplinką, kuri būtų per šalta ir toksiška gyvybei, kaip mes ją žinome.
Tyrimo tikslais komanda bandė išsiaiškinti, ar mikrobai iš tiesų galėtų išgyventi tokioje aplinkoje. Planococcus halocryophilus, bakterijos, rastos Arkties amžinajame įšaltyje. Tada šios bakterijos buvo paveiktos natrio, magnio ir kalcio chlorido, taip pat perchlorato, cheminio junginio, kurį Marso mieste rado Phoenix žemė, tirpalais.
Po to tirpalai veikiami nuo + 25 ° C iki -30 ° C temperatūroje per kelis užšalimo ir atšildymo ciklus. Jie nustatė, kad bakterijų išgyvenamumas priklausė nuo tirpalo ir naudojamos temperatūros. Pavyzdžiui, bakterijose, suspenduotose mėginiuose, kuriuose yra chlorido (fiziologinio tirpalo), buvo geresni išgyvenimo šansai, palyginti su mėginiuose, kuriuose yra perchlorato, nors išgyvenamumas padidėjo, tuo mažesnė temperatūra.
Pavyzdžiui, komanda nustatė, kad natrio chlorido (NaCl) tirpale esančios bakterijos mirė per dvi savaites kambario temperatūroje. Bet kai temperatūra buvo sumažinta iki 4 ° C (39 ° F), išgyvenamumas ėmė didėti ir beveik visos bakterijos išgyveno, kai temperatūra pasiekė –15 ° C (5 ° F). Tuo tarpu magnio ir kalcio chlorido tirpaluose esančios bakterijos išgyveno aukštai –30 ° C (–22 ° F) temperatūroje.
Rezultatai taip pat skyrėsi dėl trijų druskos tirpiklių, atsižvelgiant į temperatūrą. Kalcio chlorido (CaCl2) bakterijų išgyvenamumas buvo žymiai mažesnis nei 4–25 ° C (39–77 ° F) nei natrio chlorido (NaCl) ir magnio chlorido (MgCl2), tačiau žemesnė temperatūra padidino visų trijų išgyvenamumą. Perchlorato tirpale išgyvenamumas buvo daug mažesnis nei kituose tirpaluose.
Tačiau dažniausiai tai buvo tirpalai, kuriuose perchloratas sudarė 50% viso tirpalo masės (to reikėjo, kad vanduo išliktų skystas žemesnėje temperatūroje), kuris būtų labai toksiškas. Esant 10% koncentracijai, bakterijos vis dar sugebėjo augti. Tai pusiau gera žinia Marsui, kur dirvožemyje yra mažiau nei vienas svorio procentas perchlorato.
Tačiau Heinzas taip pat atkreipė dėmesį, kad druskos koncentracija dirvožemyje skiriasi nuo koncentracijos tirpale. Vis dėlto tai gali būti geros naujienos Marso atžvilgiu, nes ten temperatūra ir kritulių lygis yra labai panašūs į Žemės dalis - Atakamos dykumą ir Antarktidos dalis. Tai, kad bakterijos gali išgyventi tokią aplinką Žemėje, rodo, kad jos galėjo išgyventi ir Marse.
Apskritai tyrimai parodė, kad šaltesnė temperatūra padidina mikrobų išlikimą, tačiau tai priklauso nuo mikrobų rūšies ir cheminio tirpalo sudėties. Kaip Heinzas pasakojo žurnale „Astrobiology“:
„[A] reakcijos, įskaitant tas, kurios žudo ląsteles, yra lėtesnės esant žemesnei temperatūrai, tačiau bakterijų išgyvenamumas nedaug padidėjo esant žemesnei perchlorato tirpalo temperatūrai, tuo tarpu žemesnė temperatūra kalcio chlorido tirpaluose žymiai padidino išgyvenamumą “.
Komanda taip pat nustatė, kad druskos tirpaluose bakterijos geriau laikėsi užšalimo ir atšildymo ciklų. Galų gale rezultatai rodo, kad išgyvenamumas yra tinkama pusiausvyra. Nors mažesnė cheminių druskų koncentracija reiškė, kad bakterijos gali išgyventi ir netgi augti, temperatūra, kurioje vanduo išliks skystas, bus sumažinta. Ji taip pat nurodė, kad sūrūs tirpalai pagerina bakterijų išgyvenamumą šaldant ir atitirpinant.
Žinoma, komanda pabrėžė, kad vien todėl, kad bakterijos tam tikromis sąlygomis gali išlikti, dar nereiškia, kad jos ten klestės. Kaip paaiškino Arizonos valstijos universiteto Žemės ir kosmoso tyrinėjimo mokyklos doktorantė ir tyrimo bendraautorė Theresa Fisher:
„Išgyvenimas palyginti su augimu yra tikrai svarbus skirtumas, tačiau gyvenimas vis tiek mus sugeba nustebinti. Kai kurios bakterijos gali ne tik išgyventi žemoje temperatūroje, bet ir reikalauti, kad jos metabolizuotųsi ir klestėtų. Turėtume stengtis būti nešališki darant prielaidą, kad organizmas klesti, o ne tik išgyvena.
Taigi Heinzas ir jo kolegos šiuo metu dirba prie kito tyrimo, siekdami nustatyti, kaip skirtingos druskų koncentracijos skirtingose temperatūrose veikia bakterijų dauginimąsi. Tuo tarpu šis tyrimas ir kiti panašūs dalykai gali pateikti unikalią įžvalgą apie nežemiško gyvenimo galimybes, pateikdami apribojimus dėl sąlygų, kuriomis jie gali išgyventi ir augti.
Šie tyrimai taip pat suteikia pagalbą ieškant nežemiško gyvenimo, nes žinodami, kur gali egzistuoti gyvenimas, galime sutelkti savo paieškas. Ateinančiais metais misijose į Europą, Enceladus, Titaną ir kitas Saulės sistemos vietas bus ieškoma bioparašų, rodančių, kad gyvybė yra ant šių kūnų ar jų viduje. Žinojimas, kad gyvenimas gali išgyventi šaltoje, nederlingoje aplinkoje, atveria papildomų galimybių.
