Mars er ikke akkurat et vennlig sted for livet slik vi kjenner det. Mens temperaturene ved ekvator kan nå så høye som en svak 35 ° C om sommeren ved middagstid, er gjennomsnittstemperaturen på overflaten -63 ° C (-82 ° F), og kan nå så lavt som -143 ° C (-226 ° F) om vinteren i de polare områdene. Dens atmosfæriske trykk er omtrent halvparten av halvparten av jordens, og overflaten er utsatt for en betydelig mengde stråling.
Inntil nå var det ingen som var sikre på om mikroorganismer kunne overleve i dette ekstreme miljøet. Men takket være en ny studie fra et team av forskere fra Lomonosov Moskva statsuniversitet (LMSU), kan vi nå være i stand til å sette begrensninger for hva slags forhold mikroorganismer tåler. Denne studien kan derfor ha betydelige implikasjoner i jakten på liv andre steder i solsystemet, og kanskje til og med utover!
Studien, med tittelen “100 kGy gamma-påvirkede mikrobielle samfunn i den gamle arktiske permafrosten under simulerte Martiske forhold”, dukket nylig opp i det vitenskapelige tidsskriftet Extremophiles. Forskerteamet, som ble ledet av Vladimir S. Cheptsov fra LMSU, inkluderte medlemmer fra Det russiske vitenskapsakademi, St. Petersburg State Polytechnical University, Kurchatov Institute og Ural Federal University.
For undersøkelsens skyld antydet forskerteamet at temperatur- og trykkforhold ikke ville være de avbøtende faktorene, men snarere stråling. Som sådan gjennomførte de tester der mikrobielle samfunn i simulert Mars-regolit ble deretter bestrålet. Den simulerte regolitten besto av sedimentære bergarter som inneholdt permafrost, som deretter ble utsatt for lave temperaturer og lavt trykk.
Som Vladimir S. Cheptsov, en doktorgradsstudent ved Lomonosov MSU avdeling for jordbiologi og en medforfatter på papiret, forklarte i en pressemelding fra LMSU:
"Vi har studert felles påvirkning av en rekke fysiske faktorer (gammastråling, lavt trykk, lav temperatur) på mikrobielle samfunn i antikkens arktiske permafrost. Vi studerte også en unik naturprodusert gjenstand - den gamle permafrosten som ikke har smeltet på omtrent 2 millioner år. I et nøtteskall har vi gjennomført et simuleringseksperiment som dekket forholdene for kryokonservering i Martian regolith. Det er også viktig at vi i denne artikkelen studerte effekten av høye doser (100 kGy) av gammastråling på prokaryoter 'vitalitet, mens det i tidligere studier aldri ble funnet noen levende prokaryoter etter doser høyere enn 80 kGy. "
For å simulere marsforhold brukte teamet et originalt konstant klimakammer, som opprettholdt den lave temperaturen og atmosfæretrykket. De utsatte deretter mikroorganismene for forskjellige nivåer av gammastråling. Det de fant var at de mikrobielle samfunnene viste høy motstand mot temperatur- og trykkforholdene i det simulerte marsmiljøet.
Etter at de begynte å bestråle mikrober, merket de imidlertid flere forskjeller mellom den bestrålte prøven og kontrollprøven. Mens det totale antallet av prokaryote celler og antallet metabolske aktive bakterieceller forble konsistent med kontrollnivåene, falt antallet bestrålte bakterier med to størrelsesordener, mens antallet metabolske aktive celler i archaea også gikk ned tredoblet.
Teamet la også merke til at innenfor den utsatte prøven med permafrost var det et høyt biologisk mangfold av bakterier, og denne bakterien gjennomgikk en betydelig strukturell endring etter at den ble bestrålet. For eksempel populasjoner av aktinobakterier Arthrobacter- en vanlig slekt funnet i jord - var ikke til stede i kontrollprøvene, men ble dominerende i bakteriesamfunnene som ble utsatt.
Kort sagt indikerte disse resultatene at mikroorganismer på Mars er mer overlevbare enn tidligere antatt. I tillegg til å kunne overleve de kalde temperaturene og det lave atmosfæretrykket, er de også i stand til å overleve de slags strålingsforhold som er vanlige på overflaten. Som Cheptsov forklarte:
Resultatene fra studien indikerer muligheten for langvarig kryokonservering av levedyktige mikroorganismer i Martian regolit. Intensiteten av ioniserende stråling på overflaten av Mars er 0,05-0,076 Gy / år og synker med dybden. Tatt i betraktning intensiteten av stråling i Mars-regolitten, gjør de innhentede data det mulig å anta at hypotetiske Mars-økosystemer kan bevares i en anabiotisk tilstand i overflatelaget av regolit (beskyttet mot UV-stråler) i minst 1,3 millioner år, med en dybde på to meter i ikke mindre enn 3,3 millioner år, og med en dybde på fem meter i minst 20 millioner år. De innhentede dataene kan også brukes for å vurdere muligheten for å oppdage levedyktige mikroorganismer på andre gjenstander i solsystemet og i små kropper i det ytre rom. "
Denne studien var betydelig av flere årsaker. På den ene siden var forfatterne i stand til å bevise at prokaryote bakterier kan overleve stråling gjør over 80 kGy - noe som tidligere ble antatt å være umulig. De demonstrerte også at til tross for de tøffe forholdene, kan mikroorganismer fortsatt være i live på Mars i dag, bevart i sin permafrost og jord.
Studien viser også viktigheten av å ta hensyn til både utenomjordiske og kosmiske faktorer når man vurderer hvor og under hvilke forhold levende organismer kan overleve. Sist, men ikke minst, har denne studien gjort noe ingen tidligere studier har gjort, som definerer grensene for strålingsresistens for mikroorganismer på Mars - spesielt innenfor regolit og på forskjellige dybder.
Denne informasjonen vil være uvurderlig for fremtidige oppdrag til Mars og andre steder i solsystemet, og kanskje til og med med studier av eksoplaneter. Når vi kjenner til hvilke forhold som livet vil trives, vil det hjelpe oss å bestemme hvor vi skal se etter tegn på det. Og når du utarbeider oppdrag med andre ord, vil den også gi forskere beskjed om hvilke lokasjoner de skal unngå, slik at forurensning av urfolk i økosystemer kan forhindres.
