Alates 1970ndatest, mil Voyager kui sondid on pildistanud Europa jäisest pinnast, on teadlased kahtlustanud, et päikesesüsteemi väliste kuude sise ookeanides võib elu olla. Pärast seda on ilmnenud muid tõendeid, mis on seda teooriat tugevdanud, alates Europa ja Enceladusi jäistest pritsidest, hüdrotermilise aktiivsuse sisemudelitest ja isegi Enceladusu keerukate orgaaniliste molekulide murrangulisest avastusest.
Mõnes välise päikesesüsteemi asukohas on tingimused aga väga külmad ja vesi on mürgiste antifriiside olemasolu tõttu võimeline eksisteerima ainult vedelal kujul. Rahvusvahelise teadlaste meeskonna uue uuringu kohaselt on siiski võimalik, et bakterid võiksid nendes hiilgavates keskkondades ellu jääda. See on hea uudis neile, kes loodavad leida tõendeid elust Päikesesüsteemi äärmuslikes keskkondades.
Hiljuti ilmus teadusajakirjas nende järeldusi kirjeldav uurimus pealkirjaga “Parem mikroobide säilimine Subzero soolvees” Astrobioloogia. Uuringu viis läbi Jacob Heinz Berliini Tehnikaülikooli (TUB) astronoomia ja astrofüüsika keskusest ning uuringus osalesid liikmed Tuftsi ülikoolist, Londoni Imperiali kolledžist ja Washingtoni Riiklikust Ülikoolist.
Põhimõtteliselt arvatakse, et kehadel nagu Ceres, Callisto, Triton ja Pluuto - mis on Päikesest kaugel või millel pole sisemuse soojendamise mehhanisme - eksisteerivad sisemised ookeanid teatud kemikaalide ja soolade (näiteks ammoniaagi) olemasolu tõttu. Need külmumisvastased ühendid tagavad, et nende ookeanides on madalam külmumispunkt, kuid need loovad keskkonna, mis on liiga külm ja elule mürgine, nagu me seda teame.
Uuringu huvides püüdis töörühm testide abil kindlaks teha, kas mikroobid suudavad nendes keskkondades tõepoolest ellu jääda Planococcus halocryophilus, bakterid, mida leidub Arktika igikeltsades. Seejärel allutasid nad sellele bakterile naatrium-, magneesiumi- ja kaltsiumkloriidi, aga ka perkloraadi lahuse - keemilise ühendi, mille leidis Phoenixi maandur Marsilt.
Seejärel viidi lahused temperatuuride vahemikku +25 ° C kuni -30 ° C mitme külmutus- ja sulamistsükli jooksul. Nad leidsid, et bakterite ellujäämise määr sõltus lahusest ja temperatuuridest. Näiteks kloriidi sisaldavates (soolalahuse) proovides suspendeeritud bakteritel olid paremad ellujäämisvõimalused kui perkloraati sisaldavates proovides - kuigi ellujäämise määr tõusis, seda rohkem temperatuure alandati.
Näiteks leidis meeskond, et naatriumkloriidi (NaCl) lahuses olevad bakterid surid toatemperatuuril kahe nädala jooksul. Kuid kui temperatuuri langetati 4 ° C-ni (39 ° F), hakkas ellujäämisvõime suurenema ja peaaegu kõik bakterid jäid ellu, kui temperatuur saavutas -15 ° C (5 ° F). Samal ajal oli magneesiumi ja kaltsiumkloriidi lahuses sisalduvate bakterite ellujäämisprotsent kõrge temperatuuril –30 ° C (–22 ° F).
Tulemused varieerusid temperatuurist sõltuvalt ka kolme soolalahuse puhul. Kaltsiumkloriidi (CaCl2) bakterite ellujäämismäär oli oluliselt madalam kui naatriumkloriidi (NaCl) ja magneesiumkloriidi (MgCl2) bakterite temperatuuril 4–25 ° C (39–77 ° F), kuid madalamad temperatuurid suurendasid ellujäämist kõigis kolmes. Perkloraadi lahuses oli ellujäämismäär palju madalam kui teistes lahustes.
Kuid see oli üldiselt lahustes, kus perkloraat moodustas 50% kogu lahuse massist (mis oli vajalik vee püsimiseks vedelana madalamatel temperatuuridel), mis oleks märkimisväärselt toksiline. 10% kontsentratsioonil suutsid bakterid endiselt kasvada. See on pooleldi hea uudis Marsi jaoks, kus muld sisaldab vähem kui ühte massiprotsenti perkloraati.
Kuid Heinz juhtis tähelepanu ka sellele, et soolade kontsentratsioon pinnases on erinev kui lahuses. See võib siiski olla hea uudis Marsi osas, kuna seal asuvad temperatuurid ja sademete tase on väga sarnased Maa osadele - Atacama kõrbele ja Antarktika osadele. Fakt, et bakterid võivad selliseid keskkondi Maal üle elada, näitab, et nad võiksid ellu jääda ka Marsil.
Üldiselt näitasid uuringud, et külmem temperatuur suurendab mikroobide püsimist, kuid see sõltub mikroobide tüübist ja keemilise lahuse koostisest. Nagu Heinz ütles ajakirjale Astrobiology:
„[A] Kõik reaktsioonid, sealhulgas need, mis tapavad rakke, on madalamal temperatuuril aeglasemad, kuid bakterite püsivus perkloraadi lahuse madalamatel temperatuuridel ei suurenenud, samas kui madalamad temperatuurid kaltsiumkloriidi lahustes suurendasid püsivust märkimisväärselt. "
Samuti leidis meeskond, et bakterid tegutsesid soolakamates lahustes paremini, kui oli tegemist külmumis- ja sulatamistsüklitega. Lõppkokkuvõttes näitavad tulemused, et püsivus taandub hoolikale tasakaalule. Kui keemiliste soolade madalam kontsentratsioon tähendas, et bakterid võivad ellu jääda ja isegi kasvada, siis temperatuurid, mille juures vesi püsib vedelas olekus, vähenevad. Samuti näitas see, et soolased lahused parandavad bakterite ellujäämismäära külmutamise ja sulatamise tsüklite osas.
Muidugi rõhutas meeskond, et see, et bakterid võivad teatud tingimustes eksisteerida, ei tähenda, et nad seal õitsele jõuaksid. Nagu selgitas Theresa Fisher, Arizona Riikliku Ülikooli Maa ja kosmoseuuringute kooli doktorant ja uuringu kaasautor:
„Ellujäämine versus majanduskasv on tõesti oluline erinevus, kuid elu suudab meid ikkagi üllatada. Mõned bakterid ei suuda mitte ainult madalatel temperatuuridel ellu jääda, vaid vajavad nende metabolismi ja õitsengut. Peaksime püüdma olla erapooletud eeldades, et organism on edukas, mitte ainult ellu jääda. ”
Sellisena töötavad Heinz ja tema kolleegid praegu veel ühe uuringu kallal, et teha kindlaks, kuidas soolade erinevad kontsentratsioonid erinevatel temperatuuridel mõjutavad bakterite paljunemist. Vahepeal suudab see uuring ja muu taoline anda ainulaadse ülevaate maavälise elu võimalustest, seades piiranguid tingimustele, milles nad võivad ellu jääda ja seal elada.
Need uuringud võimaldavad abi ka maavälise elu otsimisel, kuna teadmine, kus elu võib eksisteerida, võimaldab meil oma otsingupüüdlustele keskenduda. Lähiaastatel otsitakse missioonidele Euroopasse, Enceladusse, Titanisse ja muudesse päikesesüsteemi paikadesse biosignatuurid, mis viitavad elule nendes kehades või nende sees. Teadmine, et elu võib elada külmas, mullas keskkonnas, avab lisavõimalusi.
