يتمتع المريخ ببيئة قاسية لا ترحم. يبدو أن الكوكب الأحمر غير صالح للحياة بسبب درجات الحرارة الجافة والجليدية ، والتي تصل في المتوسط إلى -80 درجة فهرنهايت (-63 درجة مئوية) عند خطوط العرض الوسطى. والأسوأ من ذلك أن البروتونات الشمسية والإشعاع الكوني المجري القوي يقصفان باستمرار المريخ.
في تحقيق رائد ، قام فريق بحث بقيادة بريان هوفمان وأجاي شارما من جامعة نورث وسترن اكتشف أن البكتيريا القديمة قد تعيش لفترة أطول بكثير مما كان يعتقد سابقًا بالقرب من سطح المريخ. أيضًا ، قد تعيش الجراثيم لفترة أطول عند دفنها لأنها محمية من البروتونات الشمسية والإشعاع الكوني المجري.
تعزز هذه النتائج احتمال أنه إذا تطورت الحياة على المريخ ، فقد يتم الكشف عن بقاياها البيولوجية في البعثات المستقبلية ، بما في ذلك ExoMars (Rosalind Franklin rover) و Mars Life Explorer ، والتي ستحمل تدريبات لاستخراج المواد من مترين تحت السطح.
كما أظهر الباحثون أن بعض سلالات البكتيريا قد تتحمل البكتيريا المعادية المناخ على المريخ، مما يزيد من احتمال قيام رواد الفضاء والمسافرين في المستقبل بإدخال ميكروباتهم إلى الكوكب عن غير قصد.
قال مايكل دالي ، أستاذ علم الأمراض في جامعة الخدمات الموحدة للعلوم الصحية (USU) وعضو لجنة الأكاديميات الوطنية لحماية الكواكب ، الذي قاد الدراسة ، تعمل الكائنات الحية النموذجية لدينا كوكلاء لكل من التلوث الأمامي للمريخ ، وكذلك التلوث العكسي للأرض ، وكلاهما يجب تجنبه. والأهم من ذلك ، أن هذه النتائج لها آثار دفاعية حيوية أيضًا ، لأن تهديد العوامل البيولوجية ، مثل الجمرة الخبيثة ، لا يزال مصدر قلق للدفاع العسكري والداخلي. "
قال هوفمان ، "خلصنا إلى أن التلوث الأرضي على سطح المريخ سيكون دائمًا دائمًا - على مدى آلاف السنين. هذا يمكن أن يعقد الجهود العلمية للبحث عنها حياة المريخ. وبالمثل ، إذا تطورت الميكروبات على سطح المريخ ، فيمكنها البقاء على قيد الحياة حتى يومنا هذا. وهذا يعني أن إعادة عينات المريخ يمكن أن تلوث الأرض ".
لدراستهم ، يبدأ العلماء بتحديد حدود بقاء الإشعاع المؤين للحياة الميكروبية. بعد ذلك ، قاموا بتعريض ستة أنواع مختلفة من البكتيريا والفطريات الأرضية لمحاكاة جافة ومجمدة لـ سطح المريخ وقذفها بالبروتونات أو أشعة جاما (لتقليد الإشعاع في الفضاء).
قال هوفمان ، "لا توجد مياه متدفقة أو مياه كبيرة في جو المريخ، لذلك تجف الخلايا والجراثيم. ومن المعروف أيضًا أن درجة حرارة سطح المريخ مشابهة تقريبًا للجليد الجاف ، لذا فهو بالفعل متجمد بشدة ".
في النهاية ، خلص العلماء إلى أن بعض الكائنات الحية الدقيقة الأرضية ستكون قادرة على الصمود على المريخ لعهود جيولوجية لمئات الملايين من السنين. وجد العلماء أن أحد الميكروبات القوية ، Deinococcus radiodurans ، أو "Conan the Bacterium" ، مناسب بشكل خاص للبقاء على قيد الحياة في ظروف المريخ القاسية. صمد كونان البكتريوم أكثر من أبواغ العصوية ، التي قد تعيش على الأرض لملايين السنين ، من خلال البقاء على قيد الحياة بكميات هائلة من الإشعاع في البيئة القاحلة المتجمدة.
قام العلماء بتعريض عينات لجرعات عالية من أشعة جاما و البروتونات، على غرار ما سيختبره المريخ في باطن الأرض مباشرة ، بالإضافة إلى جرعات أقل بكثير ، على غرار ما يمكن أن يحدث إذا تم دفن كائن حي دقيق بعمق.
تم بعد ذلك قياس تراكم مضادات الأكسدة المنغنيز في خلايا البكتيريا المكشوفة بواسطة فريق هوفمان في نورث وسترن باستخدام تقنية مطيافية متطورة. وجد هوفمان ارتباطًا بين عدد مضادات الأكسدة المنغنيز التي يحملها الميكروب أو جراثيمه وحجم جرعة الإشعاع التي يمكنه تحملها. لذلك ، فإن تناول المزيد من مضادات الأكسدة المنغنيز يزيد من مقاومة الإشعاع ويحسن العمر الافتراضي.
في بحث سابق ، اكتشف العلماء أن البكتريا Conan يمكن أن تصمد أمام 25,000 وحدة من الإشعاع (أو "الرمادي") ، أو حوالي 1.2 مليون سنة تحت سطح المريخ ، بينما تكون محتجزة في سائل. ومع ذلك ، اكتشفت الدراسة الأخيرة أن البكتيريا المرنة يمكن أن تتحمل 140,000 رمادي من الإشعاع عندما تجف وتجمد وتدفن بعمق - وهي ظروف من شأنها أن تكون من سمات مناخ المريخ. الجرعة المميتة للإنسان أعلى بـ 28,000 مرة من هذه الجرعة.
على الرغم من أن كونان ، البكتيريا ، لا يمكنها البقاء على قيد الحياة إلا لبضع ساعات على السطح أثناء الاستحمام بالأشعة فوق البنفسجية ، إلا أن عمرها تتحسن بشكل كبير عندما تكون مظللة أو تقع مباشرة تحت سطح المريخ. دفن كونان البكتريوم على بعد 10 سنتيمترات فقط تحت سطح المريخ ، ويرتفع إلى 1.5 مليون سنة. وعندما يتم دفنها على عمق 10 أمتار ، يمكن للبكتيريا ذات لون اليقطين أن تنجو من 280 مليون سنة.
قال دالي ، "على الرغم من أن D. radiodurans المدفونة في باطن سطح المريخ لم تتمكن من البقاء في حالة سبات لما يقدر بنحو 2 إلى 2.5 مليار سنة منذ اختفاء المياه المتدفقة على المريخ ، فإن مثل هذه البيئات المريخية تتغير وتذوب بانتظام آثار النيزك. نقترح أن الذوبان الدوري يمكن أن يسمح بإعادة التوطين والتشتت المتقطع. أيضًا ، إذا كانت الحياة على المريخ موجودة على الإطلاق ، حتى لو لم تكن أشكال الحياة القابلة للحياة موجودة الآن على سطح المريخ ، فإن جزيئاتها الكبيرة وفيروساتها ستبقى على قيد الحياة لفترة أطول بكثير. وهذا يعزز احتمال أنه إذا تطورت الحياة على المريخ ، فسيتم الكشف عن ذلك في البعثات المستقبلية ".
المرجع مجلة:
- ويليام هـ. هورن وروبرت ب. فولبي وآخرون. آثار الجفاف والتجميد على بقاء الإشعاع الميكروبي المؤين: اعتبارات لإعادة عينة المريخ. علم الأحياء الفلكي. دوى: 10.1089 / ast.2022.0065
