ดาวอังคารมีสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและไม่เอื้ออำนวย ดาวเคราะห์สีแดงดูเหมือนจะไม่เอื้ออำนวยต่อชีวิตเนื่องจากอุณหภูมิที่แห้งและเย็นจัด ซึ่งเฉลี่ย -80 องศาฟาเรนไฮต์ (-63 องศาเซลเซียส) ที่ละติจูดกลาง ที่แย่กว่านั้น: โปรตอนสุริยะและรังสีคอสมิกกาแล็กซี่ที่ทรงพลังกำลังทิ้งระเบิดอย่างต่อเนื่อง ดาวอังคาร.
ในการสืบสวนที่แปลกใหม่ ทีมวิจัยนำโดย Brian Hoffman และ Ajay Sharma จาก มหาวิทยาลัย Northwestern ค้นพบว่าแบคทีเรียโบราณอาจมีชีวิตอยู่ได้นานกว่าที่เคยคิดไว้ใกล้พื้นผิวดาวอังคาร นอกจากนี้ เชื้อโรคอาจอยู่รอดได้นานกว่ามากเมื่อฝังไว้เพราะได้รับการปกป้องจากโปรตอนสุริยะและรังสีคอสมิกจากกาแล็กซี่
การค้นพบนี้ช่วยเสริมความเป็นไปได้ที่หากสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารมีวิวัฒนาการ ซากทางชีววิทยาของมันอาจถูกเปิดเผยในภารกิจในอนาคต รวมถึง ExoMars (โรซาลินด์ แฟรงคลิน โรเวอร์) และ Mars Life Explorer ซึ่งจะทำการฝึกซ้อมเพื่อสกัดวัสดุจากความลึก 2 เมตรใต้พื้นผิว
นักวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียบางสายพันธุ์อาจทนต่อศัตรูได้ ภูมิอากาศบนดาวอังคารเพิ่มความเป็นไปได้ที่นักบินอวกาศและนักเดินทางในอวกาศในอนาคตอาจแนะนำจุลินทรีย์ของพวกเขาสู่โลกโดยไม่ได้ตั้งใจ
Michael Daly ศาสตราจารย์ด้านพยาธิวิทยาที่ Uniformed Services University of the Health Sciences (USU) และสมาชิกของคณะกรรมการ National Academies Committee on Planetary Protection ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษากล่าวว่า “สิ่งมีชีวิตจำลองของเราทำหน้าที่เป็นตัวแทนสำหรับการปนเปื้อนไปข้างหน้าของดาวอังคาร เช่นเดียวกับการปนเปื้อนของโลกย้อนหลัง ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ควรหลีกเลี่ยง ที่สำคัญ การค้นพบนี้มีผลกระทบต่อการป้องกันทางชีวภาพเช่นกัน เนื่องจากภัยคุกคามจากสารชีวภาพ เช่น แอนแทรกซ์ ยังคงเป็นความกังวลต่อการป้องกันทางทหารและบ้านเกิด”
ฮอฟแมนกล่าวว่า “เราสรุปได้ว่าการปนเปื้อนบนดาวอังคารโดยพื้นฐานแล้วจะคงอยู่ถาวร — ตลอดระยะเวลาหลายพันปี สิ่งนี้อาจทำให้ความพยายามทางวิทยาศาสตร์ยุ่งยากในการค้นหา ชีวิตดาวอังคาร. ในทำนองเดียวกัน หากจุลินทรีย์พัฒนาบนดาวอังคาร พวกมันก็สามารถอยู่รอดได้จนถึงทุกวันนี้ นั่นหมายความว่าการส่งคืนตัวอย่างดาวอังคารอาจทำให้โลกปนเปื้อนได้”
สำหรับการศึกษาของพวกเขา นักวิทยาศาสตร์เริ่มต้นด้วยการกำหนดขีดจำกัดการอยู่รอดของรังสีไอออไนซ์ของชีวิตจุลินทรีย์ จากนั้นพวกเขาได้เปิดเผยแบคทีเรียและเชื้อราบนโลกหกชนิดที่แตกต่างกันไปยังการจำลองที่แห้งและเยือกแข็งของ พื้นผิวดาวอังคาร และระเบิดพวกมันด้วยโปรตอนหรือรังสีแกมมา (เพื่อเลียนแบบการแผ่รังสีในอวกาศ)
ฮอฟแมนกล่าวว่า “ไม่มีน้ำไหลหรือน้ำที่สำคัญใน บรรยากาศดาวอังคารดังนั้นเซลล์และสปอร์จะแห้ง เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าอุณหภูมิพื้นผิวบนดาวอังคารนั้นใกล้เคียงกับน้ำแข็งแห้ง ดังนั้นมันจึงถูกแช่แข็งอย่างลึกล้ำจริงๆ”
ในท้ายที่สุด นักวิทยาศาสตร์สรุปว่าจุลินทรีย์บนบกบางชนิดสามารถทนต่อบนดาวอังคารได้จนถึงยุคทางธรณีวิทยาเป็นเวลาหลายร้อยล้านปี นักวิทยาศาสตร์พบว่าจุลินทรีย์ที่ทนทานอย่าง Deinococcus radiodurans หรือ "Conan the Bacterium" มีความเหมาะสมอย่างยิ่งที่จะอยู่รอดในสภาวะที่รุนแรงบนดาวอังคาร โคนันแบคทีเรียโคนันอยู่ได้นานกว่าสปอร์ของบาซิลลัส ซึ่งอาจอาศัยอยู่บนโลกเป็นเวลาหลายล้านปี โดยรอดชีวิตจากการแผ่รังสีปริมาณมหาศาลในสภาพแวดล้อมที่เยือกเย็นและแห้งแล้ง
นักวิทยาศาสตร์ได้ทดลองให้ตัวอย่างได้รับรังสีแกมมาในปริมาณสูงและ โปรตอนคล้ายกับสิ่งที่ดาวอังคารจะประสบในใต้ผิวดินโดยตรง เช่นเดียวกับปริมาณที่ต่ำกว่ามาก คล้ายกับสิ่งที่จะเกิดขึ้นหากจุลินทรีย์ถูกฝังลึก
การสะสมของสารต้านอนุมูลอิสระแมงกานีสในเซลล์ของแบคทีเรียที่สัมผัสถูกวัดโดยทีมของฮอฟฟ์แมนที่นอร์ธเวสเทิร์นโดยใช้เทคนิคสเปกโทรสโกปีที่ซับซ้อน ฮอฟฟ์แมนพบว่ามีความสัมพันธ์กันระหว่างจำนวนของสารต้านอนุมูลอิสระแมงกานีสที่จุลินทรีย์หรือสปอร์ของมันมีอยู่ กับขนาดของปริมาณรังสีที่มันสามารถคงอยู่ได้ ดังนั้นการมีสารต้านอนุมูลอิสระของแมงกานีสมากขึ้นจะเพิ่มความต้านทานรังสีและช่วยยืดอายุขัย
ในการวิจัยก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าโคนันแบคทีเรียสามารถทนต่อรังสี 25,000 หน่วย (หรือ "สีเทา") หรือประมาณ 1.2 ล้านปีใต้พื้นผิวดาวอังคารในขณะที่อยู่ในของเหลว อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาล่าสุดพบว่าแบคทีเรียที่มีความยืดหยุ่นสามารถทนต่อรังสีสีเทาได้ถึง 140,000 เกรย์ เมื่อมันถูกทำให้แห้ง แช่แข็ง และถูกฝังไว้อย่างลึกล้ำ ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของภูมิอากาศบนดาวอังคาร ปริมาณอันตรายถึงชีวิตของมนุษย์สูงกว่าปริมาณนี้ 28,000 เท่า
แม้ว่าโคนันซึ่งเป็นแบคทีเรียจะมีชีวิตอยู่บนพื้นผิวได้เพียงไม่กี่ชั่วโมงในขณะที่ถูกอาบด้วยแสงอัลตราไวโอเลต แต่อายุขัยของมันก็ดีขึ้นอย่างมากเมื่อมันถูกแรเงาหรืออยู่ใต้พื้นผิวดาวอังคารโดยตรง Conan the Bacterium ถูกฝังอยู่ใต้พื้นผิวดาวอังคารเพียง 10 เซนติเมตรเท่านั้น ระยะเวลาการอยู่รอดของ Conan the Bacterium เพิ่มขึ้นเป็น 1.5 ล้านปี และเมื่อถูกฝังลงไป 10 เมตร แบคทีเรียสีฟักทองสามารถอยู่รอดได้ถึง 280 ล้านปี
เดลี่กล่าวว่า “แม้ว่า D. radiodurans ที่ฝังอยู่ใต้พื้นผิวดาวอังคารจะไม่สามารถอยู่เฉยๆ ได้เป็นเวลาประมาณ 2 ถึง 2.5 พันล้านปีนับตั้งแต่น้ำที่ไหลหายไปบนดาวอังคาร อุกกาบาตตกกระทบ. เราแนะนำว่าการหลอมเป็นระยะสามารถทำให้เกิดการเติมซ้ำและกระจายตัวเป็นช่วงๆ นอกจากนี้ หากชีวิตบนดาวอังคารมีอยู่จริง แม้ว่ารูปแบบชีวิตที่ดำรงอยู่ไม่ได้อยู่บนดาวอังคารในขณะนี้ โมเลกุลขนาดใหญ่และไวรัสของพวกมันก็จะอยู่รอดได้นานกว่ามาก นั่นช่วยเพิ่มความน่าจะเป็นที่หากชีวิตมีวิวัฒนาการบนดาวอังคาร สิ่งนี้จะถูกเปิดเผยในภารกิจในอนาคต”
การอ้างอิงวารสาร:
- William H. Horne, Robert P. Volpe และคณะ ผลกระทบของการผึ่งให้แห้งและการเยือกแข็งต่อความสามารถในการอยู่รอดของรังสีไอออไนซ์ของจุลินทรีย์: ข้อควรพิจารณาในการส่งคืนตัวอย่างบนดาวอังคาร Astrobiology. ดอย: 10.1089/ast.2022.0065
