A Mars nem egészen olyan barátságos hely az élet számára, amint tudjuk. Míg az Egyenlítő hőmérséklete elérheti a balzsamos 35 ° C-ot (95 ° F) nyáron délben, az átlagos hőmérséklet a felszínen -63 ° C (-82 ° F), és elérheti a -143 ° C (-226 ° F) télen a sarki területeken. Légköri nyomása a Föld egy százalékának körülbelül fele, és a felület jelentős mennyiségű sugárzásnak van kitéve.
Eddig senki sem volt biztos abban, hogy a mikroorganizmusok képesek-e túlélni ebben a szélsőséges környezetben. De a Lomonoszvai Moszkvai Állami Egyetem (LMSU) kutatói csoportjának egy új tanulmányának köszönhetően most korlátozásokat tudunk készíteni arra, hogy a mikroorganizmusok milyen körülmények között tudják ellenállni. Ez a tanulmány tehát jelentős hatással lehet a Naprendszer másutt, és talán még azon túl is folytatott vadászatára is!
A „100 kGy-os gamma-fertőzött mikrobiális közösségek az ősi sarkvidéki korszakokon belül szimulált marsi körülmények között” című tanulmány a közelmúltban jelent meg a tudományos folyóiratban Extremophíies. A kutatócsoportban, amelyet Vladimir S. Cheptsov vezet az LMSU-ból, az Orosz Tudományos Akadémia, a Szentpétervár Állami Politechnikai Egyetem, a Kurchatov Intézet és az Urál Szövetségi Egyetem tagjai voltak.
Vizsgálataik érdekében a kutatócsoport feltételezte, hogy a hőmérséklet és a nyomás nem az enyhítő tényezők, hanem a sugárzás. Mint ilyen, teszteket végeztek, ahol a szimulált marsi regolitban található mikrobiális közösségeket besugározták. A szimulált regolit üledékes kőzetekből állt, amelyek állandó fagyot tartalmaztak, majd alacsony hőmérsékletnek és alacsony nyomásnak kitették őket.
Ahogyan Vladimir S. Cheptsov, a Lomonosov MSU Talajbiológiai Tanszék posztgraduális hallgatója és a szerző társszerzője dolgozott az LMSU sajtóközleményében:
„Megvizsgáltuk számos fizikai tényező (gamma sugárzás, alacsony nyomás, alacsony hőmérséklet) együttes hatását az ősi sarkvidéki korszak mikrobiális közösségeire. Tanulmányoztunk egy egyedülálló, természetből készült tárgyat is - az ősi permafrostot, amely kb. 2 millió évig nem olvadt el. Dióhéjban egy olyan szimulációs kísérletet végeztünk, amely a marsi regolith kriokonzerválásának feltételeit fedte le. Fontos az is, hogy ebben a cikkben megvizsgáltuk a gamma-sugárzás magas dózisának (100 kGy) hatását a prokarióták életképességére, míg a korábbi vizsgálatokban soha nem találtak élő prokariótokat 80 kGy-nál nagyobb adagok után. ”
A marsi körülmények szimulálására a csapat eredeti állandó éghajlati kamrát használt, amely fenntartotta az alacsony hőmérsékletet és a légköri nyomást. Ezután a mikroorganizmusokat különböző gamma-sugárzásnak tette ki. Azt találták, hogy a mikrobiális közösségek nagy ellenállást mutattak a hőmérséklet és a nyomás körülményeinek a szimulált marsi környezetben.
A mikrobák besugárzása után azonban sok különbséget észleltek a besugárzott minta és a kontroll minta között. Míg a prokarióta sejtek és a metabolikusan aktív baktériumsejtek száma változatlan maradt a kontroll szinttel, a besugárzott baktériumok száma két nagyságrenddel csökkent, míg az archaea metabolikusan aktív sejtjeinek száma háromszor is csökkent.
A csoport azt is észrevette, hogy az örökkévalóságnak kitett mintában a baktériumok nagyfokú biodiverzitása volt, és ezen baktériumok a besugárzást követően jelentős szerkezeti változásokon mentek keresztül. Például az aktinobaktériumok olyan populációi, mint a Arthrobacter- a talajban található közönséges nemzetség - nem voltak jelen a kontroll mintákban, ám a kitett baktériumközösségekben uralkodtak.
Röviden: ezek az eredmények azt mutatták, hogy a Marson élő mikroorganizmusok jobban életképesek, mint azt korábban gondoltuk. Amellett, hogy túlélik a hideg hőmérsékleteket és az alacsony légköri nyomást, képesek túlélni a felszínen jellemző sugárzási körülményeket. Ahogy Cheptsov kifejtette:
„A tanulmány eredményei megmutatják az életképes mikroorganizmusok tartós kriokonzervációjának lehetőségét a marsi regolitban. Az ionizáló sugárzás intenzitása a Mars felszínén 0,05-0,076 Gy / év, és mélységgel csökken. Figyelembe véve a Mars regolith sugárzás intenzitását, a kapott adatok alapján feltételezhető, hogy a hipotetikus Mars ökoszisztémák legalább 1,3 millió évig anabotikus állapotban megőrződhetnek a regolith felületének rétegében (UV-sugarakkal védett), két méter mélységben legalább 3,3 millió évig, és öt méter mélységben legalább 20 millió évig. A kapott adatok felhasználhatók az életképes mikroorganizmusok felderítésének lehetőségére a Naprendszer más tárgyain és a világűrben lévő kisméretű testekben. ”
Ez a tanulmány több okból is jelentős volt. Egyrészt a szerzők először tudták bizonyítani, hogy a prokarióta baktériumok képesek túlélni a 80 kGy-t meghaladó sugárzást - amit korábban lehetetlennek tartottak. Azt is bebizonyították, hogy a nehéz körülmények ellenére a mikroorganizmusok még ma is életben lehetnek a Marson, megőrizve az örökös fagyban és a talajban.
A tanulmány azt is demonstrálja, hogy fontos figyelembe venni mind a földön kívüli, mind a kozmikus tényezőket annak mérlegelésekor, hogy az élő szervezetek hol és milyen körülmények között tudnak életben maradni. Végül, de nem utolsósorban, ez a tanulmány olyan valamit végzett, amelyet egyetlen korábbi tanulmány sem tett meg, amely meghatározza a Marson levő mikroorganizmusok sugárterhelési határait - különösen regolithon belül és különféle mélységekben.
Ez az információ felbecsülhetetlen értékű a Marsba és a Naprendszer más helyeire irányuló jövőbeli missziók során, és talán még az exoplanetek tanulmányozása során is. Annak ismerete, hogy milyen körülmények között él az élet, akkor segít bennünket annak meghatározásában, hogy hol keressük annak jeleit. A más szavakkal folytatott missziók előkészítése során a tudósok megtudják, hogy mely helyeket kell elkerülni annak érdekében, hogy megakadályozzák az őslakos ökoszisztémák szennyeződését.
