Na Marsie panuje surowe i bezlitosne środowisko. Czerwona Planeta wydaje się nie nadawać się do zamieszkania ze względu na suche i lodowate temperatury, które na średnich szerokościach geograficznych wynoszą średnio -80 stopni Fahrenheita (-63 stopni Celsjusza). Co gorsza: protony słoneczne i potężne galaktyczne promieniowanie kosmiczne nieustannie bombardują marzec.
W przełomowym śledztwie zespół badawczy kierowany przez Briana Hoffmana i Ajaya Sharmę z Northwestern University odkryli, że starożytne bakterie mogą przetrwać w pobliżu powierzchni Marsa znacznie dłużej, niż wcześniej sądzono. Ponadto zarazki mogą przetrwać znacznie dłużej po zakopaniu, ponieważ są chronione przed protonami słonecznymi i galaktycznym promieniowaniem kosmicznym.
Odkrycia te wzmacniają możliwość, że jeśli życie kiedykolwiek wyewoluowało na Marsie, jego pozostałości biologiczne mogą zostać odkryte w przyszłych misjach, w tym ExoMars (łazik Rosalind Franklin) i Mars Life Explorer, które będą wyposażone w wiertła do wydobywania materiałów z głębokości 2 metrów pod powierzchnią.
Naukowcy wykazali również, że niektóre szczepy bakterii mogą przetrwać wrogie działanie klimat na Marsie, zwiększając ryzyko, że przyszli astronauci i podróżnicy kosmiczni mogą w sposób niezamierzony wprowadzić na planetę swoje drobnoustroje.
Michael Daly, profesor patologii na Uniwersytecie Służb Mundurowych Nauk o Zdrowiu (USU) i członek Komitetu ds. Ochrony Planetarnej Narodowych Akademii, który kierował badaniem, powiedział: „Nasze organizmy modelowe służą jako zastępcze zarówno w przypadku skażenia Marsa w przód, jak i skażenia wstecznego Ziemi, których należy unikać. Co ważne, odkrycia te mają również konsekwencje dla obrony biologicznej, ponieważ zagrożenie ze strony czynników biologicznych, takich jak wąglik, pozostaje przedmiotem zainteresowania obrony wojskowej i ojczystej”.
Hoffman powiedział: „Doszliśmy do wniosku, że ziemskie skażenie Marsa będzie w zasadzie trwałe – rozciągające się na przestrzeni tysięcy lat. Może to skomplikować poszukiwania naukowe marsjańskie życie. Podobnie, gdyby mikroby wyewoluowały na Marsie, mogłyby przetrwać do dnia dzisiejszego. Oznacza to, że zwracane próbki Marsa mogą skazić Ziemię”.
Swoje badania naukowcy rozpoczynają od określenia granic przeżycia mikroorganizmów przez promieniowanie jonizujące. Następnie wystawili sześć różnych rodzajów ziemskich bakterii i grzybów na suchą, zamrożoną symulację Powierzchnia Marsa i wystrzelił je protonami lub promieniami gamma (aby naśladować promieniowanie w kosmosie).
Hoffman powiedział: „W regionie nie ma płynącej wody ani znacznych ilości wody Marsjańska atmosfera, więc komórki i zarodniki wyschną. Wiadomo również, że temperatura powierzchni Marsa jest mniej więcej podobna do temperatury suchego lodu, zatem rzeczywiście jest on głęboko zamarznięty”.
Ostatecznie naukowcy doszli do wniosku, że niektóre ziemskie mikroorganizmy będą w stanie przetrwać na Marsie epoki geologiczne trwające setki milionów lat. Naukowcy odkryli, że jeden odporny mikrob, Deinococcus radiodurans, czyli „Bakteria Conan”, szczególnie dobrze nadaje się do przetrwania w surowych warunkach marsjańskich. Conan Bakteria przetrwała przetrwalniki Bacillus, które mogą żyć na Ziemi przez miliony lat, przeżywając ogromne ilości promieniowania w lodowatym, suchym środowisku.
Naukowcy wystawili próbki na działanie wysokich dawek promieniowania gamma protonypodobne do tych, których doświadczyłby Mars bezpośrednio pod powierzchnią, a także znacznie niższe dawki, podobne do tych, które miałyby miejsce, gdyby mikroorganizm został głęboko zakopany.
Następnie zespół Hoffmana w Northwestern zmierzył akumulację przeciwutleniaczy manganu w komórkach narażonych bakterii, stosując wyrafinowaną technikę spektroskopii. Hoffman odkrył korelację między liczbą przeciwutleniaczy manganowych znajdujących się w drobnoustroju lub jego zarodnikach a wielkością dawki promieniowania, jaką może wytrzymać. Dlatego posiadanie większej ilości przeciwutleniaczy manganu zwiększa odporność na promieniowanie i poprawia długość życia.
W ramach wcześniejszych badań naukowcy odkryli, że bakteria Conan jest w stanie wytrzymać 25,000 1.2 jednostek promieniowania („szarych”), czyli około 140,000 miliona lat tuż pod powierzchnią Marsa, gdy jest przechowywana w cieczy. Jednak najnowsze badania wykazały, że odporna bakteria jest w stanie wytrzymać 28,000 XNUMX szarości promieniowania, gdy zostanie wysuszona, zamrożona i głęboko zakopana – czyli warunki charakterystyczne dla klimatu marsjańskiego. Dawka śmiertelna dla człowieka jest XNUMX XNUMX razy wyższa od tej.
Chociaż Conan, bakteria, mogła przetrwać na powierzchni tylko kilka godzin, skąpana w świetle ultrafioletowym, jej żywotność znacznie się wydłuża, gdy jest zacieniona lub znajduje się bezpośrednio pod powierzchnią Marsa. Bakteria Conana, zakopana zaledwie 10 centymetrów pod powierzchnią Marsa, wydłuża się do 1.5 miliona lat. A zakopana 10 metrów pod ziemią bakteria koloru dyni może przetrwać aż 280 milionów lat.
Daly powiedział, „Chociaż D. radiodurans zakopany pod powierzchnią Marsa nie mógł przetrwać w stanie uśpienia przez szacunkowo 2 do 2.5 miliarda lat, odkąd na Marsie zniknęła płynąca woda, takie marsjańskie środowiska są regularnie zmieniane i topione przez uderzenia meteorytów. Sugerujemy, że okresowe topnienie może pozwolić na sporadyczne ponowne zasiedlanie i rozprzestrzenianie się. Ponadto, gdyby życie na Marsie kiedykolwiek istniało, nawet jeśli na Marsie nie ma obecnie zdolnych do życia form życia, ich makrocząsteczki i wirusy przetrwałyby znacznie, znacznie dłużej. To zwiększa prawdopodobieństwo, że jeśli na Marsie kiedykolwiek wyewoluowało życie, zostanie to odkryte w przyszłych misjach.”
Referencje czasopisma:
- William H. Horne, Robert P. Volpe i in. Wpływ wysychania i zamrażania na przeżywalność drobnoustrojów pod wpływem promieniowania jonizującego: rozważania dotyczące zwrotu próbki z Marsa. Astrobiologia, DOI: 10.1089/stan.2022.0065
