Marsissa on ankara ja anteeksiantamaton ympäristö. Punainen planeetta näyttää olevan asumiskelvoton elämälle johtuen kuivasta ja jäisestä lämpötilasta, jonka keskimääräinen lämpötila on -80 astetta Fahrenheit (-63 celsiusastetta) keskileveysasteilla. Vielä pahempaa: Auringon protonit ja voimakas galaktinen kosminen säteily pommittavat jatkuvasti Mars.
Uraauurtavassa tutkimuksessa Brian Hoffmanin ja Ajay Sharman johtama tutkimusryhmä Northwestern University havaitsi, että muinaiset bakteerit voivat selviytyä paljon kauemmin kuin aiemmin uskottiin Marsin pinnan lähellä. Myös bakteerit voivat selviytyä huomattavasti pidempään haudattuna, koska ne ovat suojassa auringon protoneilta ja galakselta kosmiselta säteilyltä.
Nämä havainnot vahvistavat mahdollisuutta, että jos elämä koskaan kehittyisi Marsissa, sen biologiset jäännökset saattavat paljastua tulevissa tehtävissä, mukaan lukien ExoMars (Rosalind Franklin -kulkija) ja Mars Life Explorer, joka kuljettaa poraa materiaalien poimimiseksi 2 metrin syvyydeltä.
Tutkijat osoittivat myös, että jotkut bakteerikannat saattavat kestää vihamielisyyttä ilmasto Marsissa, mikä lisää mahdollisuutta, että tulevat astronautit ja avaruusmatkailijat voivat vahingossa tuoda mikrobinsa planeetalle.
Michael Daly, Uniformed Services University of the Health Sciences (USU) patologian professori ja National Academies Planetary Protection -komitean jäsen, joka johti tutkimusta, sanoi: "Malli-organismimme toimivat välityksinä sekä Marsin etäiselle että Maan saastumiselle taaksepäin, joita molempia tulisi välttää. Tärkeää on, että näillä löydöillä on myös biopuolustusvaikutuksia, koska biologisten tekijöiden, kuten pernaruton, uhka on edelleen huolenaihe armeijalle ja kotimaan puolustukselle.
Hoffman sanoi, "Päätimme, että Marsin maaperän saastuminen olisi periaatteessa pysyvää - tuhansien vuosien ajan. Tämä voi vaikeuttaa tieteellisiä ponnisteluja Marsin elämää. Samoin, jos mikrobit kehittyisivät Marsissa, ne voisivat selviytyä nykypäivään asti. Tämä tarkoittaa, että Mars-näytteiden palauttaminen voi saastuttaa Maan."
Tutkimuksessaan tutkijat aloittavat määrittämällä mikrobien elämän ionisoivan säteilyn selviytymisrajat. Sitten he altistivat kuusi erilaista maallista bakteeria ja sientä kuivalle, jäätyneelle simulaatiolle Marsin pinta ja räjäytti ne protoneilla tai gammasäteillä (matkimaan säteilyä avaruudessa).
Hoffman sanoi, "Siellä ei ole virtaavaa vettä tai merkittävää vettä Marsilainen tunnelma, jotta solut ja itiöt kuivuisivat. Tiedetään myös, että Marsin pintalämpötila on suunnilleen samanlainen kuin kuivajäässä, joten se on todellakin syvässä jäässä.
Lopulta tiedemiehet päättelivät, että jotkin maanpäälliset mikro-organismit pystyisivät kestämään Marsissa satojen miljoonien vuosien geologisia aikakausia. Tutkijat havaitsivat, että yksi kestävä mikrobi, Deinococcus radiodurans tai "Conan the Bacterium", sopii erityisen hyvin selviytymään ankarista Marsin olosuhteista. Conan the Bacterium kesti Bacillus-itiöt, jotka voivat elää maapallolla miljoonia vuosia, selviytymällä valtavista säteilymääristä kylmässä ja kuivassa ympäristössä.
Tutkijat altistivat näytteet suurille annoksille gammasäteilyä ja protoneja, samanlainen kuin mitä Mars kokisi välittömässä pinnan alla, sekä paljon pienempiä annoksia, samanlaisia kuin mitä tapahtuisi, jos mikro-organismi hautautuisi syvälle.
Sitten Hoffmanin ryhmä Northwesternissä mittasi mangaanin antioksidanttien kertymisen altistuneiden bakteerien soluihin käyttämällä kehittynyttä spektroskopiatekniikkaa. Hoffman havaitsi korrelaation mikrobien tai sen itiöiden kantamien mangaaniantioksidanttien määrän ja sen ylläpitämän säteilyannoksen välillä. Siksi enemmän mangaaniantioksidantteja lisää säteilyn vastustuskykyä ja pidentää elinikää.
Aikaisemmissa tutkimuksissa tiedemiehet havaitsivat, että Conan-bakteeri kestää 25,000 1.2 yksikköä säteilyä (tai "harmaita") eli noin 140,000 miljoonaa vuotta juuri Marsin pinnan alapuolella nesteessä pidettynä. Uusin tutkimus kuitenkin havaitsi, että kimmoisa bakteeri kesti 28,000 XNUMX harmaata säteilyä, kun se kuivattiin, jäädytettiin ja haudattiin syvälle - olosuhteet, jotka olisivat tyypillisiä Marsin ilmastolle. Ihmisen tappava annos on XNUMX XNUMX kertaa suurempi kuin tämä.
Vaikka Conan, bakteeri, pystyi selviytymään pinnalla vain muutaman tunnin ultraviolettivalossa, sen elinikä paranee dramaattisesti, kun se on varjostettu tai sijaitsee suoraan Marsin pinnan alla. Vain 10 senttimetriä Marsin pinnan alle haudatun Conan-bakteerin selviytymisaika pitenee 1.5 miljoonaan vuoteen. Ja kun kurpitsanvärinen bakteeri haudataan 10 metrin syvyyteen, se voisi selviytyä huimat 280 miljoonaa vuotta.
Daly sanoi, "Vaikka Marsin pintaan haudatut D. radiodurans eivät voineet selviytyä lepotilassa arviolta 2–2.5 miljardia vuotta sen jälkeen, kun virtaava vesi katosi Marsista, tällaiset Marsin ympäristöt muuttuvat ja sulavat säännöllisesti meteoriitin törmäykset. Ehdotamme, että säännöllinen sulaminen voisi mahdollistaa ajoittaisen uudelleenkansoituksen ja leviämisen. Lisäksi, jos Marsissa olisi koskaan ollut elämää, vaikka Marsissa ei nyt olisikaan elinkelpoisia elämänmuotoja, niiden makromolekyylit ja virukset säilyisivät paljon, paljon pidempään. Tämä vahvistaa todennäköisyyttä, että jos elämä koskaan kehittyy Marsissa, se paljastuu tulevissa tehtävissä."
Lehden viite:
- William H. Horne, Robert P. Volpe et ai. Kuivumisen ja jäätymisen vaikutukset mikrobien ionisoivan säteilyn kestävyyteen: Mars-näytteen palautusta koskevat näkökohdat. astrobiology. DOI: 10.1089/ast.2022.0065
