אדמת הרכס הסלעי במרכז אנטארקטיקה מעולם לא הכילה מיקרואורגניזמים.
לראשונה, מדענים גילו כי נראה כי אין חיים באדמה על פני כדור הארץ. האדמה מגיעה משני רכסים סלעיים סחופים, סלעיים בפנים של אנטארקטיקה, 300 מיילים מהקוטב הדרומי, שם אלפי מטרים של קרח חודרים להרים.
"אנשים תמיד חשבו שמיקרובים היו קשוחים ויכולים לחיות בכל מקום", אומר נוח פירר, אקולוג מיקרוביאלי מאוניברסיטת קולורדו בולדר שהצוות שלו לומד אדמה. אחרי הכל, אורגניזמים חד-תאיים נמצאו החיים באוורור הידרותרמי עם טמפרטורות העולות על 200 מעלות פרנהייט, באגמים מתחת לחצי קילומטר קרח באנטארקטיקה, ואפילו 120,000 רגל מעל הסטרטוספרה של כדור הארץ. אולם לאחר שנה של עבודה, פרר וסטודנטו הדוקטורט ניקולס דרקון עדיין לא מצאו סימני חיים באדמת האנטארקטיקה שאספו.
Firer and Dragone חקרו קרקעות מ -11 רכסי הרים שונים, המייצגים מגוון רחב של תנאים. אלה שמגיעים מאזורי הרים נמוכים ופחות קרים מכילים חיידקים ופטריות. אבל בכמה הרים משני רכסי ההרים הגבוהים, הכי יבשים והקר ביותר אין סימני חיים.
"אנחנו לא יכולים לומר שהם סטריליים," אמר פרר. מיקרוביולוגים רגילים למצוא מיליוני תאים בכפית אדמה. לפיכך, מספר קטן מאוד (למשל 100 תאים קיימא) עשוי להימלט מגילוי. "אבל עד כמה שידוע לנו, הם אינם מכילים מיקרואורגניזמים."
בין אם אדמה מסוימת נטולת חיים באמת או מתגלה מאוחר יותר מכילה כמה תאים ששרדו, ממצאים חדשים שפורסמו לאחרונה בכתב העת JGR JGR Biogeosciences יכולים לעזור בחיפוש אחר החיים במאדים. אדמת אנטארקטיקה קפואה לצמיתות, מלאה במלחים רעילים, ולא היו לה הרבה מים נוזליים במשך שני מיליון שנה - הדומה לאדמת המאדים.
הם נאספו במהלך משלחת ממומנת על קרן המדע הלאומית בינואר 2018 לאזורים מרוחקים של הרי הטרנסנטארקטיקה. הם עוברים דרך פנים היבשת, ומפרידים בין הרמה הקוטבית הגבוהה במזרח מהקרח הנמוך שוכב במערב. המדענים הקימו מחנה על קרחון שקלטון, מסוע קרח של 60 מייל הזורם בתהום בהרים. הם השתמשו במסוקים כדי לטוס לגבהים גבוהים ולאסוף דגימות למעלה ולמטה בקרחון.
בהרים החמים והרטובים למרגלות הקרחון, רק כמה מאות מטרים מעל פני הים, הם גילו שהאדמה הייתה מיושבת על ידי בעלי חיים קטנים יותר מזרע שומשום: תולעים מיקרוסקופיות, טרדיגרדות שמונה רגליים, סיבובים ותולעים זעירות. נקרא SpringTails. חרקים מכונפים. קרקעות חשופות וחוליות אלה מכילות פחות מאלף מכמות החיידקים שנמצאים במדשאה מטופחת, מספיק כדי לספק מזון לעשבייה הקטנים האורבים מתחת לפני השטח.
אולם סימני החיים הללו נעלמו בהדרגה כאשר הצוות ביקר בהרים גבוהים יותר עמוק יותר בקרחון. בראש הקרחון הם ביקרו בשני הרים - הרכיב שרדר והר רוברטס - שגובהם מעל 7,000 רגל.
הביקורים בהר שרדר היו אכזריים, נזכר ביירון אדמס, ביולוג באוניברסיטת בריגהם יאנג בפרובו, יוטה, שהוביל את הפרויקט. הטמפרטורה בימי הקיץ הקרוב ל- 0 ° F. הרוח המייללת התאדה לאט לאט את הקרח והשלג, והותירה את ההרים חשופים, איום מתמיד על הרמתם וזריקת חפירות הגן שהביאו לחפור את החול. האדמה מכוסה בסלעים וולקניים אדמדמים שנשחקו במשך מאות מיליוני שנים על ידי רוח וגשם, והותירו אותם מגושמים ומלוטשים.
כאשר המדענים הרימו את הסלע, הם גילו כי בסיסו מכוסה בקרום של מלחים לבנים - גבישים רעילים של פרכלורט, כלורט וחנקה. פרכלורטים וכלורטים, מלחים תגוביים מאכלים המשמשים בדלק טילים ובאופן אקונומיקה תעשייתית, נמצאים גם בשפע על פני מאדים. ללא מים לשטוף, מלח מצטבר על ההרים האנטארקטיים היבשים הללו.
"זה כמו לדגום במאדים," אמר אדמס. כשאתה תוקע חפירה, "אתה יודע שאתה הדבר הראשון להפריע לאדמה לנצח - אולי מיליוני שנים."
החוקרים הציעו כי אפילו בגבהים כה גדולים ובתנאים הקשים ביותר הם עדיין ימצאו מיקרואורגניזמים חיים באדמה. אולם הציפיות הללו החלו לדעוך בסוף 2018, כאשר דרקון השתמש בטכניקה בשם תגובת שרשרת פולימראז (PCR) כדי לאתר DNA מיקרוביאלי בעפר. דרקון בדק 204 דגימות מהרים מעל ומתחת לקרחון. דגימות מהרים נמוכים וקירור יותר הניבו כמויות גדולות של DNA; אך מרבית הדגימות (20%) מגובה רב, כולל רוב הר שרדר ורוברטס מסיף, לא נבדקו על כל תוצאות, מה שמצביע על כך שהן מכילות מעט מאוד מיקרואורגניזמים או אולי אף אחד מהם בכלל.
"כשהוא התחיל לראשונה להראות לי כמה תוצאות, חשבתי 'משהו לא בסדר'," אמר פרל. הוא חשב שחייב להיות משהו לא בסדר במדגם או בציוד המעבדה.
דרקון ערך אז סדרה של ניסויים נוספים לחיפוש אחר סימני חיים. הוא טיפל באדמה בגלוקוז כדי לבדוק אם אורגניזמים מסוימים באדמה המירו אותה לפחמן דו חמצני. הוא ניסה לגלות חומר כימיק בשם ATP, המשמש את כל החיים על כדור הארץ לאחסון אנרגיה. במשך מספר חודשים הוא טיפח חתיכות אדמה בתערובות מזינות שונות, בניסיון לשכנע מיקרואורגניזמים קיימים לצמוח למושבות.
"ניק השליך את כיור המטבח לדגימות האלה," אמר פרל. למרות כל הבדיקות הללו, הוא עדיין לא מצא דבר באדמה מסוימת. "זה ממש מדהים."
ז'קלין גורדיאל, מיקרוביולוג סביבתי מאוניברסיטת גאלף בקנדה, מכנה את התוצאות "מפתה", ובמיוחד מאמציו של דרקון לקבוע אילו גורמים משפיעים על הסבירות למצוא מיקרואורגניזמים במקום נתון. הוא מצא כי גובה רב וריכוזים קלורט גבוה היו המנבאים החזקים ביותר לכישלון באיתור החיים. "זו תגלית מעניינת מאוד," אמר גודייר. "זה מספר לנו הרבה על גבולות החיים על פני האדמה."
היא לא לגמרי משוכנעת שאדמתם חסרת חיים באמת, בחלקה בגלל חוויותיה שלה בחלק אחר של אנטארקטיקה.
לפני מספר שנים היא למדה קרקעות מסביבה דומה בהרי הטרנסאנטקטיקה, מקום 500 מיילים צפונית -מערבית לקרחון שקלטון בשם עמק האוניברסיטה שאולי לא עברו טמפרטורות לחות או נמס במשך 120,000 שנה. כאשר דגרה את זה במשך 20 חודשים בטמפרטורה של 23 מעלות צלזיוס, טמפרטורת קיץ טיפוסית בעמק, האדמה לא הראתה סימני חיים. אך כאשר היא חיממה אדמה מדגמת כמה מעלות מעל הקפאה, חלקם הראו צמיחה של חיידקים.
לדוגמה, מדענים גילו שתאי חיידקים נשארים חיים גם לאחר אלפי שנים בקרחונים. כאשר הם נלכדים, חילוף החומרים של התא יכול להאט מיליון פעמים. הם נכנסים למצב בו הם כבר לא צומחים, אלא רק מתקנים נזקי DNA הנגרמים כתוצאה מקרניים קוסמיות החודרות לקרח. גודייר משערת כי "ניצולים איטיים" אלה עשויים להיות אלה שהיא מצאה בעמק המכללה - היא חושדת שאם דרגון ופירר היו מנתחים פי 10 יותר אדמה, הם עשויים למצוא אותם בהר רוברטס מאסיף או בהר שרדר.
ברנט כריסטנר, החוקר חיידקים אנטארקטיים באוניברסיטת פלורידה בגיינסוויל, מאמין שקרקעות יבשות בעלות גובה גבוה יכולות לעזור בשיפור החיפוש אחר החיים במאדים.
הוא ציין כי החללית Viking 1 ו- Viking 2, שנחתו על מאדים בשנת 1976, ערכו ניסויים בגילוי חיים המבוססים בחלקם על מחקרים על אדמה שוכבת בסמוך לחופי אנטארקטיקה, אזור שנקרא העמקים היבשים. חלק מהקרקעות הללו נרטבות ממיס בקיץ. הם מכילים לא רק מיקרואורגניזמים, אלא במקומות מסוימים גם תולעים קטנטנות ובעלי חיים אחרים.
לעומת זאת, הקרקעות הגבוהות והיבשות של הר רוברטס והר שרדר עשויות לספק שטחי בדיקה טובים יותר לכלי מאדים.
"פני מאדים רע מאוד," אמר כריסטנר. "אף אורגניזם על כדור הארץ לא יכול לשרוד על פני השטח" - לפחות הסנטימטר או שניים העליונים. כל חללית שתגיע לשם בחיפוש אחר החיים חייבת להיות מוכנה לפעול בכמה מהמקומות הקשים ביותר בכדור הארץ.
זכויות יוצרים © 1996–2015 האגודה הלאומית לגיאוגרפיה. זכויות יוצרים © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. כֹּל הַזְכוּיוֹת שְׁמוּרוֹת.