Mars ei ole täpselt sõbralik koht eluks, nagu me seda teame. Kui temperatuuril ekvaatoril võib suvel olla keskpäeval temperatuur kuni 35 ° C (95 ° F), on keskmine temperatuur pinnal -63 ° C (-82 ° F) ja võib ulatuda nii madalale kui -143 ° C (-226 ° F) talvel polaaraladel. Selle atmosfäärirõhk moodustab umbes poole ühe protsendi Maakerast ja selle pind on avatud märkimisväärsele kiirguskiirgusele.
Siiani polnud keegi kindel, kas mikroorganismid suudavad selles äärmuslikus keskkonnas ellu jääda. Kuid tänu Lomonosovi Moskva Riikliku Ülikooli (LMSU) teadlaste meeskonna uuele uuringule võime nüüd seada piiranguid sellele, milliseid tingimusi mikroorganismid taluvad. Sellel uuringul võib seetõttu olla märkimisväärne mõju jahipidamisele mujal Päikesesüsteemis ja võib-olla isegi kaugemale!
Hiljuti ilmus teadusajakirjas uurimus pealkirjaga „100 kGy gamma mõjutatud mikroobikooslused iidse Arktika igikeltsa sees Marsi jäljendatud tingimustes“. Extremofiilid. Uurimisrühma, mida juhtis LMSU Vladimir S. Cheptsov, kuulusid liikmed Venemaa Teaduste Akadeemiast, Peterburi Riiklikust Polütehnilisest Ülikoolist, Kurchatovi Instituudist ja Uurali Föderaalülikoolist.
Uurimisrühm püstitas oma uuringu huvides, et temperatuuri ja rõhu tingimused ei oleks leevendavad tegurid, vaid pigem kiirgus. Sellisena viisid nad läbi katsed, kus seejärel kiiritati simuleeritud Marsi regoliidi mikroobikooslusi. Simuleeritud regoliit koosnes settekivimitest, mis sisaldasid igikeltsa, mis seejärel allutati madalale temperatuurile ja madalrõhule.
Nagu Lomonosovi MSU mullabioloogia osakonna kraadiõppur ja paberil olnud kaasautor Vladimir S. Cheptsov selgitas LMSU pressiteates:
„Oleme uurinud mitmete füüsikaliste tegurite (gammakiirgus, madalrõhkkond, madal temperatuur) ühist mõju Arktika iidse igikeltsa mikroobikooslustele. Uurisime ka ainulaadset looduse loodud objekti - iidset igikeltsa, mis pole umbes 2 miljonit aastat sulanud. Lühidalt, oleme läbi viinud simulatsioonikatse, mis hõlmas Marsi regoliidi krüosäilitamise tingimusi. Samuti on oluline, et selles artiklis uurisime gammakiirguse suurte annuste (100 kGy) mõju prokarüootide elujõule, samas kui varasemates uuringutes ei leitud elusaid prokarüoote kunagi pärast annuseid, mis olid suuremad kui 80 kGy. "
Marsi tingimuste simuleerimiseks kasutas meeskond originaalset konstantset kliimakambrit, mis hoidis madalat temperatuuri ja õhurõhku. Seejärel paljastasid nad mikroorganisme gammakiirguse erineva tasemega. Nad leidsid, et mikroobikooslused on vastupidavad temperatuuri ja rõhu tingimustele simuleeritud Marsi keskkonnas.
Pärast mikroobide kiiritamist hakkasid nad märkama kiiritatud proovi ja kontrollproovi erinevusi. Kui prokarüootsete rakkude koguarv ja metaboolselt aktiivsete bakterirakkude arv püsis kontrolltaseme juures, siis kiiritatud bakterite arv vähenes kahe suurusjärgu võrra, samal ajal kui arhaea metaboolselt aktiivsete rakkude arv vähenes ka kolm korda.
Töörühm märkas ka, et igikeltsa paljastatud proovis oli bakterite suur bioloogiline mitmekesisus ja need bakterid läbisid pärast kiiritamist olulisi struktuurimuutusi. Näiteks aktinobakterite populatsioonid nagu Arthrobacter- mullas levinud tavalist perekonda - kontrollproovides ei esinenud, kuid muutusid ülekaalus paljastatud bakterikommuunides.
Lühidalt öeldes näitasid need tulemused, et Marsi mikroorganismid on elujõulisemad, kui seni arvati. Lisaks külmadele temperatuuridele ja madalale õhurõhule on nad võimelised püsima ka pinnal levinud kiirgustingimustes. Nagu Tšeptsov selgitas:
„Uuringu tulemused näitavad elujõuliste mikroorganismide pikaajalist krüosäilitamise võimalust Marsi regoliitis. Ioniseeriva kiirguse intensiivsus Marsi pinnal on 0,05–0,076 Gy / aasta ja väheneb sügavusega. Võttes arvesse kiirguse intensiivsust Marsi regoliidis, võimaldab saadud andmete põhjal eeldada, et hüpoteetilisi Marsi ökosüsteeme võiks säilitada anabootilises olekus regoliidi pinnakihis (UV-kiirguse eest kaitstult) vähemalt 1,3 miljonit aastat, kahe meetri sügavusel vähemalt 3,3 miljonit aastat ja viie meetri sügavusel vähemalt 20 miljonit aastat. Saadud andmeid saab kasutada ka elujõuliste mikroorganismide tuvastamise võimaluse hindamiseks päikesesüsteemi teistel objektidel ja kosmose väikestes kehades. "
See uuring oli märkimisväärne mitmel põhjusel. Ühelt poolt suutsid autorid esimest korda tõestada, et prokarüootide bakterid suudavad radiatsiooni üle elada, üle 80 kGy - midagi, mida varem peeti võimatuks. Samuti näitasid nad, et hoolimata selle rasketest tingimustest, võisid mikroorganismid Marsil veel tänapäeval elus olla, säilinud igikeltsa ja pinnases.
Uuring näitab ka, et on oluline arvestada nii maaväliste kui ka kosmiliste teguritega, kui kaalutakse, kus ja millistel tingimustel elusorganismid ellu võivad jääda. Viimaseks, kuid mitte vähem oluliseks, selle uuringuga on tehtud midagi, mida ühelgi varasemal uuringul pole, mis määratleb mikroorganismide kiirguskindluse piirid Marsi peal - täpsemalt regoliidi sees ja erinevatel sügavustel.
See teave on hindamatu väärtusega tulevaste missioonide korral Marsi ja teistesse päikesesüsteemi paikadesse ning võib-olla isegi eksoplaneetide uurimisel. Teadmine, millistes tingimustes elu areneb, aitab meil otsustada, kust selle märke otsida. Teiste sõnadega missioonide ettevalmistamisel annab see teadlastele teada ka, milliseid asukohti tuleks vältida, et saaks ära hoida põliste ökosüsteemide saastumist.
