La grundo de la roka kresto en centra Antarkto neniam enhavis mikroorganismojn.
Por la unua fojo, sciencistoj malkovris, ke ŝajnas esti neniu vivo en la grundo sur la surfaco de la Tero. La grundo devenas de du ventoblovitaj, rokaj krestoj en la interno de Antarkto, 300 mejlojn de la Suda Poluso, kie miloj da futoj da glacio penetras la montojn.
“Homoj ĉiam pensis, ke mikroboj estas rezistemaj kaj povas vivi ie ajn,” diras Noah Firer, mikroba ekologo ĉe la Universitato de Kolorado en Boulder, kies teamo studas grundon. Fine, oni trovis unuĉelajn organismojn vivantajn en hidrotermaj ellastruoj kun temperaturoj superantaj 200 gradojn Fahrenheit, en lagoj sub duona mejlo da glacio en Antarkto, kaj eĉ 120 000 futojn super la stratosfero de la Tero. Sed post jaro da laboro, Ferrer kaj lia doktora studento Nicholas Dragon ankoraŭ ne trovis iujn ajn signojn de vivo en la antarkta grundo, kiun ili kolektis.
Firer kaj Dragone studis grundojn el 11 malsamaj montaraj sistemoj, reprezentantaj vastan gamon da kondiĉoj. Tiuj, kiuj devenas de pli malaltaj kaj malpli malvarmaj montaraj regionoj, enhavas bakteriojn kaj fungojn. Sed en iuj montoj de la du plej altaj, plej sekaj kaj plej malvarmaj montaraj sistemoj ne estas signoj de vivo.
„Ni ne povas diri, ke ili estas sterilaj,“ diris Ferrer. Mikrobiologoj kutimas trovi milionojn da ĉeloj en kulereto da grundo. Tial, tre malgranda nombro (ekz. 100 vivkapablaj ĉeloj) povas eviti detekton. „Sed laŭ nia scio, ili ne enhavas iujn ajn mikroorganismojn.“
Ĉu iu grundo estas vere senviva aŭ poste oni malkovras, ke ĝi enhavas kelkajn pluvivajn ĉelojn, novaj rezultoj ĵus publikigitaj en la revuo JGR Biogeosciences povus helpi en la serĉado de vivo sur Marso. Antarkta grundo estas konstante frostigita, plena de toksaj saloj, kaj ne havis multan likvan akvon dum du milionoj da jaroj — simile al marsa grundo.
Ili estis kolektitaj dum ekspedicio financita de la Nacia Scienca Fonduso en januaro 2018 al malproksimaj areoj de la Transantarktaj Montoj. Ili pasas tra la interno de la kontinento, apartigante la altan polusan altebenaĵon oriente de la malalta glacio okcidente. La sciencistoj starigis tendaron sur la Glaĉero Shackleton, 96-kilometra transportbendo el glacio, kiu fluas laŭ abismo en la montoj. Ili uzis helikopterojn por flugi al altaj altitudoj kaj kolekti specimenojn supren kaj malsupren laŭ la glaĉero.
En la varmaj, malsekaj montoj ĉe la piedo de glaĉero, nur kelkcent futojn super marnivelo, ili malkovris, ke la grundo estis loĝata de bestoj pli malgrandaj ol sezama semo: mikroskopaj vermoj, okpiedaj tardigradoj, rotiferoj kaj etaj vermoj nomataj pondo. Flugilhavaj insektoj. Ĉi tiuj nudaj, sablaj grundoj enhavas malpli ol milonon de la kvanto da bakterioj troveblaj en bone prizorgita gazono, sufiĉe por provizi nutraĵon por la malgrandaj herbovoruloj kaŝantaj sub la surfaco.
Sed tiuj ĉi signoj de vivo iom post iom malaperis dum la teamo vizitis pli altajn montojn pli profunde en la glaĉeron. Ĉe la supro de la glaĉero, ili vizitis du montojn — Monton Schroeder kaj Monton Roberts — kiuj estas pli ol 7.000 futojn altaj.
La vizitoj al Monto Schroeder estis brutalaj, memoras Byron Adams, biologo ĉe la Universitato Brigham Young en Provo, Utaho, kiu gvidis la projekton. La temperaturo en ĉi tiu somera tago estas proksima al 0°F. La hurlanta vento malrapide vaporigis la glacion kaj neĝon, lasante la montojn nudaj, konstanta minaco al la levado kaj ĵetado de la ĝardenŝoveliloj, kiujn ili kunportis por elfosi la sablon. La tero estas kovrita de ruĝetaj vulkanaj rokoj, kiuj estis eroziitaj dum centoj da milionoj da jaroj de vento kaj pluvo, lasante ilin kavetaj kaj poluritaj.
Kiam la sciencistoj levis la rokon, ili malkovris, ke ĝia bazo estis kovrita per krusto de blankaj saloj — toksaj kristaloj de perklorato, klorato kaj nitrato. Perkloratoj kaj kloratoj, korod-reaktivaj saloj uzataj en raketokarburaĵo kaj industria blankigilo, ankaŭ troviĝas abunde sur la surfaco de Marso. Sen akvo por forlavi, salo akumuliĝas sur ĉi tiuj sekaj antarktaj montoj.
“Ĝi estas kvazaŭ specimenigo sur Marso,” diris Adams. Kiam vi enŝovas ŝovelilon, “vi scias, ke vi estas la unua afero, kiu ĝenas la grundon post eterneco — eble milionoj da jaroj.”
La esploristoj sugestis, ke eĉ je tiaj altaj altitudoj kaj en la plej severaj kondiĉoj, ili ankoraŭ trovus vivantajn mikroorganismojn en la grundo. Sed tiuj atendoj komencis svagiĝi fine de 2018, kiam Dragon uzis teknikon nomatan polimeraza ĉenreakcio (PCR) por detekti mikroban DNA-on en polvo. Dragon testis 204 specimenojn de montoj super kaj sub la glaĉero. Specimenoj de pli malaltaj, pli malvarmaj montoj donis grandajn kvantojn da DNA; sed la plej multaj specimenoj (20%) de altaj altitudoj, inkluzive de la plej multaj de Monto Schroeder kaj Roberts Massif, ne estis testitaj por iuj ajn rezultoj, indikante, ke ili enhavis tre malmultajn mikroorganismojn aŭ eble neniujn.
“Kiam li unue komencis montri al mi kelkajn rezultojn, mi pensis, 'Io estas malĝusta,'” diris Ferrell. Li pensis, ke devas esti io malĝusta kun la specimeno aŭ la laboratoria ekipaĵo.
Dragon poste faris serion da pliaj eksperimentoj por serĉi signojn de vivo. Li traktis la grundon per glukozo por vidi ĉu certaj organismoj en la grundo konvertis ĝin al karbondioksido. Li provis malkovri kemiaĵon nomatan ATP, kiun ĉiu vivo sur la Tero uzas por stoki energion. Dum pluraj monatoj, li kultivis pecojn de grundo en diversaj nutraĵaj miksaĵoj, provante konvinki ekzistantajn mikroorganismojn kreski en koloniojn.
“Nick ĵetis la kuirejan lavujon al ĉi tiuj specimenoj,” diris Ferrell. Malgraŭ ĉiuj ĉi tiuj testoj, li ankoraŭ trovis nenion en iuj grundoj. “Estas vere mirige.”
Jacqueline Gurdial, media mikrobiologino ĉe la Universitato de Gelfo en Kanado, nomas la rezultojn "allogaj", precipe la klopodojn de Dragon determini kiaj faktoroj influas la probablecon trovi mikroorganismojn en difinita loko. Li trovis, ke alta altitudo kaj altaj klorataj koncentriĝoj estis la plej fortaj prognoziloj de malsukceso detekti vivon. "Ĉi tio estas tre interesa malkovro," diris Goodyear. "Ĉi tio multe diras al ni pri la limoj de vivo sur la Tero."
Ŝi ne estas tute konvinkita, ke ilia grundo estas vere senviva, parte pro siaj propraj spertoj en alia parto de Antarkto.
Antaŭ kelkaj jaroj, ŝi studis grundojn el simila medio en la Transantarktaj Montoj, loko 800 kilometrojn nordokcidente de Glaĉero Shackleton nomata Universitata Valo, kiu eble ne havis signifan humidecon aŭ fandtemperaturojn dum 120 000 jaroj. Kiam ŝi kovis ĝin dum 20 monatoj je -5°C, tipa somera temperaturo en la valo, la grundo montris neniujn signojn de vivo. Sed kiam ŝi varmigis grundoprovaĵojn kelkajn gradojn super frostopunkto, kelkaj montris bakterian kreskon.
Ekzemple, sciencistoj malkovris, ke bakteriaj ĉeloj restas vivaj eĉ post miloj da jaroj en glaĉeroj. Kiam ili kaptiĝas, la metabolo de la ĉelo povas malrapidiĝi milionfoje. Ili eniras staton, en kiu ili jam ne kreskas, sed nur riparas DNA-difekton kaŭzitan de kosmaj radioj penetrantaj la glacion. Goodyear konjektas, ke ĉi tiuj "malrapidaj pluvivantoj" eble estas tiuj, kiujn ŝi trovis en College Valley — ŝi suspektas, ke se Dragone kaj Firer analizus 10-oble pli da grundo, ili eble trovus ilin en Roberts Massif aŭ Schroeder Mountain.
Brent Christner, kiu studas antarktajn mikrobojn ĉe la Universitato de Florido en Gainesville, kredas ke ĉi tiuj alt-altitudaj, sekaj grundoj povus helpi plibonigi la serĉadon de vivo sur Marso.
Li notis, ke la kosmoŝipoj Viking 1 kaj Viking 2, kiuj alteriĝis sur Marson en 1976, faris eksperimentojn pri detekto de vivo, parte bazitajn sur studoj de malalta grundo proksime al la marbordo de Antarkto, regiono nomata la Sekaj Valoj. Kelkaj el ĉi tiuj grundoj malsekiĝas pro fandakvo somere. Ili enhavas ne nur mikroorganismojn, sed en iuj lokoj ankaŭ etajn vermojn kaj aliajn bestojn.
Kontraste, la pli altaj, sekaj grundoj de Monto Roberts kaj Monto Schroeder povus provizi pli bonajn testajn terenojn por marsaj instrumentoj.
“La surfaco de Marso estas tre malbona,” diris Christner. “Neniu organismo sur la Tero povas pluvivi sur la surfaco” — almenaŭ la supran colon aŭ du. Ĉiu kosmoŝipo iranta tien serĉante vivon devas esti preta funkcii en kelkaj el la plej severaj lokoj sur la Tero.
Kopirajto © 1996–2015 National Geographic Society. Kopirajto © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Ĉiuj rajtoj rezervitaj.