Antarktika keskosas asuva kivise seljandiku pinnas pole kunagi mikroorganisme sisaldanud.
Teadlased on esmakordselt avastanud, et Maa pinnal olevas pinnases ei paista elu olevat. Pinnas pärineb kahelt tuuliselt kaljuselt seljandikult Antarktika sisemaal, 480 kilomeetri kaugusel lõunapoolusest, kus tuhandete jalgade paksune jää tungib läbi mägede.
„Inimesed on alati arvanud, et mikroobid on vastupidavad ja võivad elada kõikjal,“ ütleb Noah Firer, Colorado Boulderi ülikooli mikroobiökoloog, kelle meeskond uurib mulda. Lõppude lõpuks on leitud üherakulisi organisme elamas hüdrotermilistes lõõrides, mille temperatuur ületab 200 kraadi Fahrenheiti, Antarktikas poole miili paksuse jää all olevates järvedes ja isegi 120 000 jala kõrgusel Maa stratosfäärist. Kuid pärast aastast tööd pole Ferrer ja tema doktorant Nicholas Dragon ikka veel leidnud kogutud Antarktika pinnasest mingeid elumärke.
Firer ja Dragone uurisid 11 erineva mäestiku mulda, mis esindasid laia valikut tingimusi. Madalamate ja vähem külmade mägipiirkondade muldades leidub baktereid ja seeni. Kuid kahe kõrgeima, kuivema ja külmema mäestiku mõnes mäestikus pole elu märke.
„Me ei saa öelda, et nad on steriilsed,“ ütles Ferrer. Mikrobioloogid on harjunud leidma miljoneid rakke teelusikatäies mullas. Seetõttu võib väga väike arv (nt 100 elujõulist rakku) avastamata jääda. „Kuid meie teada ei sisalda need ühtegi mikroorganismi.“
Olenemata sellest, kas mingi pinnas on tõesti elutu või avastatakse hiljem, et see sisaldab säilinud rakke, võivad ajakirjas JGR Biogeosciences hiljuti avaldatud uued leiud aidata Marsil elu otsimisel. Antarktika pinnas on püsivalt külmunud, täis mürgiseid sooli ja seal pole kaks miljonit aastat olnud palju vedelat vett – sarnaselt Marsi pinnasega.
Need koguti 2018. aasta jaanuaris Riikliku Teadusfondi rahastatud ekspeditsiooni käigus Transantarktika mägede kaugematesse piirkondadesse. Need läbivad mandri sisemust, eraldades idas asuva kõrge polaarplatoo läänes asuvast madalast jääst. Teadlased lõid laagri üles Shackletoni liustikule, 60 miili pikkusele jääkonveierilindile, mis voolab mägedes asuvas kuristikus alla. Nad kasutasid helikoptereid, et lennata kõrgele kõrgusele ja koguda proove liustikul üles ja alla.
Liustiku jalamil asuvates soojades ja niisketes mägedes, vaid mõnesaja jala kõrgusel merepinnast, avastasid nad, et mullas elasid seesamiseemnest väiksemad loomad: mikroskoopilised ussid, kaheksajalgsed tardigraadid, keriloomad ja pisikesed ussid, keda nimetatakse kevadsabadeks. Tiivulised putukad. Need paljad liivased mullad sisaldavad vähem kui tuhandikku hästi hooldatud murus leiduvatest bakteritest, mis on piisav, et pakkuda toitu pinna all varitsevatele väikestele taimtoidulistele.
Kuid need elumärgid kadusid järk-järgult, kui meeskond külastas liustiku sügavamal asuvaid kõrgemaid mägesid. Liustiku tipus külastasid nad kahte mäge – Schroederi mäge ja Robertsi mäge –, mis on üle 7000 jala (2144 meetri) kõrged.
„Külastused Schroederi mäele olid jõhkrad,“ meenutab projekti juhtinud Byron Adams, bioloog Brigham Youngi ülikoolist Provos Utah' osariigis. „Selle suvepäeva temperatuur on umbes 0°F. Ulgav tuul aurustas aeglaselt jää ja lume, jättes mäed paljaks, mis oli pidevaks ohuks aialabidatele, millega nad liiva kaevamiseks olid tulnud. Maad katavad punakad vulkaanilised kivimid, mida tuul ja vihm on sadade miljonite aastate jooksul erodeerinud, jättes need auklikuks ja poleerituks.“
Kui teadlased kivi üles tõstsid, avastasid nad, et selle alus oli kaetud valgete soolade koorikuga – perkloraadi, kloraadi ja nitraadi mürgiste kristallidega. Perkloraate ja kloraate, raketikütuses ja tööstuslikus pleegituses kasutatavaid söövitavaid sooli, leidub Marsi pinnal ohtralt ka Marsi pinnal. Kuna vett pole, mida ära uhtuda, koguneb sool nendele kuivadele Antarktika mägedele.
„See on nagu proovide võtmine Marsil,“ ütles Adams. Kui labidaga sisse pistad, „siis tead, et oled esimene asi, mis igavesti mulda häirib – võib-olla miljoneid aastaid.“
Teadlased pakkusid välja, et isegi nii kõrgel ja kõige karmimates tingimustes leiavad nad pinnasest elusaid mikroorganisme. Kuid need ootused hakkasid 2018. aasta lõpus hääbuma, kui Dragon kasutas mullas mikroobse DNA tuvastamiseks polümeraasi ahelreaktsiooni (PCR) tehnikat. Dragon testis 204 proovi liustiku kohal ja all asuvatest mägedest. Madalamate ja jahedamate mägede proovid andsid suures koguses DNA-d; kuid enamikku (20%) kõrgel kõrgusel võetud proove, sealhulgas enamikku Schroederi mäelt ja Robertsi massiivist, ei testitud tulemuste saamiseks, mis näitab, et need sisaldasid väga vähe mikroorganisme või ei sisaldanud neid üldse.
„Kui ta mulle esimest korda tulemusi näitas, mõtlesin, et midagi on valesti,“ ütles Ferrell. Ta arvas, et midagi peab olema valesti proovi või laboriseadmetega.
Seejärel viis Dragon läbi rea lisakatseid, et otsida elu märke. Ta töötles mulda glükoosiga, et näha, kas teatud organismid mullas muudavad selle süsinikdioksiidiks. Ta püüdis avastada kemikaali nimega ATP, mida kogu elu Maal kasutab energia salvestamiseks. Mitu kuud kultiveeris ta mullatükke erinevates toitainesegudes, püüdes veenda olemasolevaid mikroorganisme kolooniateks kasvama.
„Nick viskas nende proovide pihta köögikraanikausi,“ ütles Ferrell. Vaatamata kõigile neile testidele ei leidnud ta mõnes mullas ikkagi midagi. „See on tõesti hämmastav.“
Jacqueline Gurdial, Kanada Guelphi ülikooli keskkonnamikrobioloog, nimetab tulemusi „ahvatlevaks“, eriti Dragoni pingutusi kindlaks teha, millised tegurid mõjutavad mikroorganismide leidmise tõenäosust antud asukohas. Ta leidis, et suur kõrgus merepinnast ja kõrge kloraadi kontsentratsioon olid elu avastamata jätmise tugevaimad ennustajad. „See on väga huvitav avastus,“ ütles Goodyear. „See räägib meile palju elu piiride kohta Maal.“
Ta pole päris veendunud, et nende pinnas on tõeliselt elutu, osaliselt tänu omaenda kogemustele Antarktika teises osas.
Mitu aastat tagasi uuris ta mulda sarnases keskkonnas Transantarktika mägedes, kohas, mis asub Shackletoni liustikust 500 miili loodes ja mida nimetatakse University Valleyks ning kus ei pruukinud 120 000 aasta jooksul olla olnud märkimisväärset niiskust ega sulamistemperatuure. Kui ta inkubeeris seda 20 kuud temperatuuril -2°F, mis on orus tüüpiline suvine temperatuur, ei näidanud pinnas mingeid elumärke. Kuid kui ta kuumutas mullaproove paar kraadi üle nulli, näitas mõnel neist bakterite kasvu.
Näiteks on teadlased avastanud, et bakterirakud jäävad liustikes ellu isegi tuhandeid aastaid hiljem. Lõksu jäädes võib raku ainevahetus aeglustuda miljon korda. Nad lähevad seisundisse, kus nad enam ei kasva, vaid ainult parandavad jääd läbivate kosmiliste kiirte põhjustatud DNA-kahjustusi. Goodyear spekuleerib, et need „aeglased ellujääjad” võivad olla need, kelle ta leidis College Valley'st – ta kahtlustab, et kui Dragone ja Firer oleksid analüüsinud kümme korda rohkem mulda, oleksid nad võinud neid leida Robertsi massiivist või Schroederi mäest.
Brent Christner, kes uurib Antarktika mikroobe Florida ülikoolis Gainesville'is, usub, et need kõrgmäestiku kuivad mullad võivad aidata parandada elu otsimist Marsil.
Ta märkis, et kosmoseaparaadid Viking 1 ja Viking 2, mis maandusid Marsile 1976. aastal, viisid läbi elu tuvastamise katseid, mis põhinesid osaliselt Antarktika ranniku lähedal asuva madala pinnase uuringutel – piirkonnas, mida nimetatakse Kuivateks Orgudeks. Mõned neist muldadest muutuvad suvel sulamisvee tõttu märjaks. Need sisaldavad lisaks mikroorganismidele ka pisikesi usse ja teisi loomi.
Seevastu võivad Robertsi mäe ja Schroederi mäe kõrgemad ja kuivemad pinnased pakkuda Marsi instrumentidele paremaid testimispaiku.
„Marsi pind on väga halb,“ ütles Christner. „Ükski organism Maal ei suuda pinnal ellu jääda“ – vähemalt mitte ülemisel tollil või kahel. Iga kosmoselaev, mis sinna elu otsima läheb, peab olema valmis tegutsema Maa kõige karmimates kohtades.
Autoriõigus © 1996–2015 National Geographic Society. Autoriõigus © National Geographic Partners, LLC, 2015–2023. Kõik õigused kaitstud.