למאדים יש סביבה קשה ולא סלחנית. נראה שכוכב הלכת האדום אינו ראוי למגורים בשל הטמפרטורות היבשות והקפואות, בממוצע -80 מעלות פרנהייט (-63 מעלות צלזיוס) בקווי הרוחב האמצעיים. אפילו יותר גרוע: פרוטונים סולאריים וקרינה קוסמית גלקטית רבת עוצמה מפציצים ללא הרף מַאְדִים.
בחקירה פורצת דרך, צוות מחקר בראשות בריאן הופמן ואג'יי שארמה מ אוניברסיטת נורת'ווסטרן גילה שחיידקים עתיקים עשויים לשרוד הרבה יותר זמן ממה שחשבו בעבר ליד פני השטח של מאדים. כמו כן, חיידקים עשויים לשרוד הרבה יותר זמן כשהם קבורים מכיוון שהם מוגנים מפני פרוטונים סולאריים וקרינה קוסמית גלקטית.
ממצאים אלה מחזקים את האפשרות שאם אי פעם יתפתחו חיים על מאדים, השרידים הביולוגיים שלהם עשויים להתגלות במשימות עתידיות, כולל ExoMars (רובר רוזלינד פרנקלין) ו-Mars Life Explorer, שיישאו מקדחים לחילוץ חומרים מ-2 מטרים מתחת לפני השטח.
החוקרים גם הראו שכמה זני חיידקים עשויים לסבול את העוינות אקלים על מאדים, מעלה את האפשרות שאסטרונאוטים ומטיילי חלל עתידיים עלולים להכניס ללא כוונה את החיידקים שלהם לכוכב הלכת.
מייקל דאלי, פרופסור לפתולוגיה באוניברסיטת Uniformed Services למדעי הבריאות (USU) וחבר בוועדת האקדמיות הלאומיות להגנה פלנטרית, שהוביל את המחקר, אמר: "אורגניזמי המודל שלנו משמשים כמקורבים הן לזיהום קדימה של מאדים, והן לזיהום אחורה של כדור הארץ, ששניהם יש להימנע. חשוב לציין, לממצאים הללו יש השלכות על הגנה ביולוגית, מכיוון שהאיום של גורמים ביולוגיים, כמו אנתרקס, נותר דאגה להגנה על הצבא והמולדת".
הופמן אמר, "הגענו למסקנה שזיהום יבשתי על מאדים יהיה בעצם קבוע - לאורך פרקי זמן של אלפי שנים. זה עלול לסבך את המאמצים המדעיים לחפש חיי מאדים. באופן דומה, אם חיידקים התפתחו על מאדים, הם יכולים להיות מסוגלים לשרוד עד היום. זה אומר שהחזרת דגימות מאדים עלולה לזהם את כדור הארץ".
לצורך המחקר שלהם, מדענים מתחילים בקביעת גבולות ההישרדות של קרינה מייננת של חיים מיקרוביאליים. לאחר מכן, הם חשפו שישה סוגים שונים של חיידקים ופטריות ארציות לסימולציה יבשה וקפואה של פני השטח של מאדים ופוצצו אותם בפרוטונים או בקרני גמא (כדי לחקות קרינה בחלל).
הופמן אמר, "אין מים זורמים או מים משמעותיים אווירה של מאדים, כך שתאים ונבגים יתייבשו. כמו כן, ידוע שטמפרטורת פני השטח על מאדים דומה בערך לקרח יבש, כך שהוא אכן קפוא עמוק."
בסופו של דבר, המדענים הגיעו למסקנה שכמה מיקרואורגניזמים יבשתיים יוכלו להחזיק מעמד על מאדים לתקופות גיאולוגיות של מאות מיליוני שנים. המדענים גילו שחיידק אחד עמיד, Deinococcus radiodurans, או "קונאן החיידק", מתאים במיוחד לשרוד בתנאי מאדים הקשים. קונאן החיידק החזיק מעמד יותר מנבגי הבצילוס, שעשויים לחיות על פני כדור הארץ במשך מיליוני שנים, על ידי שרידות כמויות עצומות של קרינה בסביבה הקפואה והצחיחה.
המדענים חשפו דגימות למינונים גבוהים של קרינת גמא ו פרוטונים, בדומה למה שמאדים יחווה בתת הקרקע המיידית, כמו גם מינונים נמוכים בהרבה, בדומה למה שהיה קורה אם מיקרואורגניזם היה קבור עמוק.
הצטברות נוגדי חמצון מנגן בתאי החיידקים שנחשפו נמדדה לאחר מכן על ידי הצוות של הופמן ב-Northwestern באמצעות טכניקת ספקטרוסקופיה מתוחכמת. הופמן מצא מתאם בין מספר נוגדי החמצון של מנגן שחיידק או נבגים שלו נושאים לבין גודל מינון הקרינה שהוא יכול להחזיק. לכן, ריבוי נוגדי חמצון מנגן מגביר את העמידות לקרינה ומשפר את תוחלת החיים.
במחקר קודם, מדענים גילו שקונאן החיידק יכול לעמוד בפני 25,000 יחידות קרינה (או "אפורות"), או כ-1.2 מיליון שנה ממש מתחת לפני השטח של מאדים, בעודו מוחזק בנוזל. עם זאת, המחקר האחרון גילה שהחיידק הגמיש יכול לעמוד ב-140,000 אפור של קרינה כשהוא מיובש, קפוא וקבור עמוק - תנאים שיהיו אופייניים לאקלים של מאדים. המינון הקטלני של האדם גבוה פי 28,000 מזה.
למרות שקונאן, החיידק, יכול היה לשרוד רק כמה שעות על פני השטח כשהוא שטוף באור אולטרה סגול, חייו משתפרים באופן דרמטי כאשר הוא מוצל או ממוקם ישירות מתחת לפני השטח של מאדים. קבור רק 10 ס"מ מתחת לפני השטח של מאדים, תקופת ההישרדות של קונאן החיידק עולה ל-1.5 מיליון שנה. וכאשר נקבר 10 מטרים למטה, החיידק בצבע הדלעת יכול לשרוד 280 מיליון שנה עצומים.
דיילי אמר, "למרות ש-D. radiodurans הקבור בתת-הקרקע של מאדים לא יכול היה לשרוד במצב רדום במשך 2 עד 2.5 מיליארד השנים המשוער מאז נעלמו המים הזורמים על מאדים, סביבות מאדים כאלה משתנות ומומסות באופן קבוע על ידי פגיעות מטאוריטים. אנו מציעים שהמסה תקופתית יכולה לאפשר אכלוס מחדש ופיזור לסירוגין. כמו כן, אם חיים של מאדים היו קיימים אי פעם, גם אם צורות חיים ברות קיימא אינן נוכחות כעת על מאדים, המקרומולקולות והנגיפים שלהם היו שורדים הרבה הרבה יותר זמן. זה מחזק את ההסתברות שאם אי פעם יתפתחו חיים על מאדים, זה יתגלה במשימות עתידיות".
עיון ביומן:
- ויליאם ה. הורן, רוברט פ. וולפ ועוד. השפעות של ייבוש והקפאה על שרידות קרינה מייננת מיקרוביאלית: שיקולים להחזרת דגימות מאדים. אסטרוביולוגיה. DOI: 10.1089/ast.2022.0065
