Marss nav īsti draudzīga dzīves vieta, kā mēs to zinām. Kamēr temperatūra pie ekvatora vasarā pusdienlaikā var sasniegt pat 35 ° C (95 ° F), vidējā temperatūra uz virsmas ir -63 ° C (-82 ° F), un tā var sasniegt pat zemu -143 ° C (-226 ° F) ziemā polārajos reģionos. Tās atmosfēras spiediens ir apmēram puse no viena procenta Zemes, un virsma ir pakļauta ievērojama daudzuma starojumam.
Līdz šim neviens nebija pārliecināts, vai mikroorganismi var izdzīvot šajā galējā vidē. Bet, pateicoties jaunajam Lomonosova Maskavas Valsts universitātes (LMSU) pētnieku grupas pētījumam, mēs tagad varam noteikt ierobežojumus, kādus apstākļus mikroorganismi var izturēt. Tādēļ šim pētījumam varētu būt nozīmīga ietekme uz dzīvības meklēšanu citur Saules sistēmā un varbūt pat ārpus tās!
Pētījums ar nosaukumu “100 kGy gamma skartās mikrobu kopienas senajā Arktikas mūžīgā sasaluma apstākļos simulētos Marsa apstākļos” nesen parādījās zinātniskajā žurnālā Ekstremofili. Pētniecības komandā, kuru vadīja Vladimirs S. Čepcovs no LMSU, tika iekļauti pārstāvji no Krievijas Zinātņu akadēmijas, Sanktpēterburgas Valsts Politehniskās universitātes, Kurchatova institūta un Urāla Federālās universitātes.
Pētījuma laikā pētnieku grupa izvirzīja hipotēzi, ka temperatūras un spiediena apstākļi nebūs mīkstinoši faktori, bet gan radiācija. Viņi veica testus, kuros pēc tam apstaroja mikrobu kopienas, kas atradās simulētajā Marsa regolītā. Imitētais regolīts sastāvēja no nogulumiežiem, kas saturēja mūžīgo salnu, kurus pēc tam pakļāva zemai temperatūrai un zema spiediena apstākļiem.
Kā LMSU preses paziņojumā paskaidroja Vladimirs S. Čepcovs, Lomonosova MSU Augsnes bioloģijas katedras aspirants un līdzautors uz papīra:
“Mēs esam pētījuši vairāku fizikālo faktoru (gamma starojuma, zema spiediena, zemas temperatūras) kopējo ietekmi uz mikrobu kopienām senās Arktikas mūžīgajās sals. Mēs pētījām arī unikālu dabas veidotu objektu - seno mūžseno sasalumu, kas nav izkusis apmēram 2 miljonus gadu. Īsumā mēs esam veikuši simulācijas eksperimentu, kas aptvēra kriokonservēšanas apstākļus Marsa regolītā. Svarīgi ir arī tas, ka šajā rakstā mēs pētījām gamma starojuma lielu devu (100 kGy) ietekmi uz prokariotu vitalitāti, turpretī iepriekšējos pētījumos dzīvos prokariotus nekad netika atrasts pēc devām, kas pārsniedz 80 kGy. ”
Lai modelētu Marsa apstākļus, komanda izmantoja oriģinālu nemainīgu klimata kameru, kas uzturēja zemu temperatūru un atmosfēras spiedienu. Pēc tam viņi pakļāva mikroorganismus dažāda līmeņa gamma starojumam. Viņi atklāja, ka mikrobu kopienām ir augsta izturība pret temperatūras un spiediena apstākļiem modelētajā Marsa vidē.
Tomēr pēc tam, kad viņi sāka apstarot mikrobus, viņi pamanīja vairākas atšķirības starp apstaroto paraugu un kontroles paraugu. Kamēr kopējais prokariotu šūnu skaits un metaboliski aktīvo baktēriju šūnu skaits saglabājās vienāds ar kontroles līmeni, apstaroto baktēriju skaits samazinājās par divām pakāpēm, bet archaea metaboliski aktīvo šūnu skaits samazinājās arī trīs reizes.
Komanda arī pamanīja, ka atklātajā mūžīgā sasaluma paraugā bija augsta baktēriju bioloģiskā daudzveidība, un pēc baktēriju apstarošanas šīs baktērijas piedzīvoja ievērojamas strukturālas izmaiņas. Piemēram, tādas aktinobaktēriju populācijas kā Arthrobacter- parasto ģinti, kas sastopama augsnē, - kontroles paraugos nebija, bet kļuva par dominējošo pakļautajās baktēriju kopienās.
Īsāk sakot, šie rezultāti liecināja, ka uz Marsa esošie mikroorganismi ir daudz dzīvāki, nekā tika domāts iepriekš. Papildus spējai pārdzīvot aukstu temperatūru un zemu atmosfēras spiedienu, tie spēj pārdzīvot arī tādus radiācijas apstākļus, kādi parasti ir uz virsmas. Kā skaidroja Čeptsovs:
“Pētījuma rezultāti norāda uz dzīvotspējīgu mikroorganismu ilgstošas kriokonservēšanas iespēju Marsa regolītā. Jonizējošā starojuma intensitāte uz Marsa virsmas ir 0,05-0,076 Gy / gadā un samazinās līdz ar dziļumu. Ņemot vērā radiācijas intensitāti Marsa regolītā, iegūtie dati ļauj pieņemt, ka hipotētiskās Marsa ekosistēmas anabotiskā stāvoklī varētu saglabāties regolīta (aizsargāta no UV stariem) virsmas slānī vismaz 1,3 miljonus gadu, divu metru dziļumā ne mazāk kā 3,3 miljonus gadu un piecu metru dziļumā vismaz 20 miljonus gadu. Iegūtos datus var izmantot arī, lai novērtētu dzīvotspējīgu mikroorganismu noteikšanas iespējas citos Saules sistēmas objektos un mazos ķermeņos kosmosā. ”
Šis pētījums bija nozīmīgs vairāku iemeslu dēļ. No vienas puses, autori pirmo reizi varēja pierādīt, ka prokariotu baktērijas var izdzīvot ar radiāciju, kas pārsniedz 80 kGy - kaut kas iepriekš tika uzskatīts par neiespējamu. Viņi arī parādīja, ka, neraugoties uz smagajiem apstākļiem, šodien uz Marsa joprojām varētu būt dzīvi mikroorganismi, kas saglabājušies mūžīgā sasaluma un augsnē.
Pētījums arī parāda, cik svarīgi ir ņemt vērā gan ārpuszemes, gan kosmiskos faktorus, apsverot, kur un kādos apstākļos dzīvie organismi var izdzīvot. Visbeidzot, bet ne mazāk svarīgi, ka šajā pētījumā ir izdarīts kaut kas vēl nevienā no iepriekšējiem pētījumiem, kas nosaka mikroorganismu izturības pret radiāciju robežas uz Marsa - it īpaši regolītā un dažādos dziļumos.
Šī informācija būs neatsverama turpmākajām misijām uz Marsu un citām Saules sistēmas vietām un, iespējams, pat ar eksoplanētu izpēti. Zinot, kādos apstākļos dzīve uzplauks, mums palīdzēs noteikt, kur meklēt tās pazīmes. Gatavojot komandējumus citiem vārdiem, tas arī zinātniekiem zinās, kurās vietās izvairīties, lai varētu novērst vietējo ekosistēmu piesārņošanu.
