المريخ ليس مكانًا ودودًا للحياة كما نعرفه. في حين أن درجات الحرارة عند خط الاستواء يمكن أن تصل إلى درجة حرارة معتدلة 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت) في الصيف في منتصف النهار ، فإن متوسط درجة الحرارة على السطح هو -63 درجة مئوية (-82 درجة فهرنهايت) ، ويمكن أن تصل إلى درجة منخفضة -143 درجة مئوية (-226 درجة فهرنهايت) خلال فصل الشتاء في المناطق القطبية. يبلغ ضغطه الجوي حوالي نصف واحد بالمائة من ضغط الأرض ، ويتعرض السطح لكمية كبيرة من الإشعاع.
حتى الآن ، لم يكن أحد على يقين مما إذا كانت الكائنات الحية الدقيقة يمكن أن تعيش في هذه البيئة القاسية. ولكن بفضل دراسة جديدة قام بها فريق من الباحثين من جامعة Lomonosov Moscow State University (LMSU) ، قد نتمكن الآن من وضع قيود على أنواع الظروف التي يمكن للكائنات الحية الدقيقة تحملها. لذلك يمكن أن يكون لهذه الدراسة آثار مهمة في البحث عن الحياة في مكان آخر في النظام الشمسي ، وربما أبعد من ذلك!
الدراسة التي تحمل عنوان "100 كيلوجرام من المجتمعات الميكروبية المتأثرة بأشعة جاما داخل التربة الصقيعية القطبية الشمالية القديمة في ظروف مريخية محاكاة" ، ظهرت مؤخرًا في المجلة العلمية المتطرفون. ضم فريق البحث ، بقيادة فلاديمير إس. تشيبتسوف من LMSU ، أعضاء من الأكاديمية الروسية للعلوم ، جامعة سانت بطرسبرغ الحكومية للفنون التطبيقية ، معهد كورشاتوف وجامعة الأورال الفيدرالية.
من أجل دراستهم ، افترض فريق البحث أن درجة الحرارة وظروف الضغط لن تكون عوامل التخفيف ، بل الإشعاع. على هذا النحو ، أجروا اختبارات حيث تم بعد ذلك تشعيع المجتمعات الميكروبية الموجودة داخل Regolith محاكاة المريخ. يتألف النظام المحاكي من صخور رسوبية تحتوي على التربة الصقيعية ، والتي تعرضت بعد ذلك إلى درجات حرارة منخفضة وظروف ضغط منخفض.
كما أوضح فلاديمير س. شيبتسوف ، وهو طالب دراسات عليا في قسم Lomonosov MSU لبيولوجيا التربة ومؤلف مشارك في الورقة ، في بيان صحفي لـ LMSU:
"لقد درسنا التأثير المشترك لعدد من العوامل الفيزيائية (إشعاع جاما ، الضغط المنخفض ، درجة الحرارة المنخفضة) على المجتمعات الميكروبية داخل التربة الصقيعية القطبية الشمالية القديمة. درسنا أيضًا كائنًا فريدًا من صنع الطبيعة - التربة الصقيعية القديمة التي لم تذوب منذ حوالي 2 مليون سنة. باختصار ، لقد أجرينا تجربة محاكاة غطت شروط الحفظ بالتبريد في المريخ Regolith. من المهم أيضًا أن ندرس في هذه الورقة تأثير الجرعات العالية (100 كيلوجرام) من أشعة جاما على حيوية بدائيات النوى ، بينما في الدراسات السابقة لم يتم العثور على بدائيات النوى الحية بعد جرعات أعلى من 80 كيلوجرام. "
لمحاكاة ظروف المريخ ، استخدم الفريق غرفة مناخية ثابتة أصلية ، والتي حافظت على درجة حرارة منخفضة وضغط جوي. ثم قاموا بتعريض الكائنات الحية الدقيقة لمستويات مختلفة من إشعاع غاما. ما وجدوه هو أن المجتمعات الميكروبية أظهرت مقاومة عالية لدرجات الحرارة والضغط في بيئة المريخ المحاكية.
ومع ذلك ، بعد أن بدأوا في تشعيع الميكروبات ، لاحظوا عدة اختلافات بين العينة المشعة وعينة التحكم. في حين أن العدد الإجمالي للخلايا بدائية النوى وعدد الخلايا البكتيرية النشطة في التمثيل الغذائي ظل متسقًا مع مستويات التحكم ، انخفض عدد البكتيريا المشععة بمقدار أمرين بينما انخفض عدد الخلايا النشطة الأيضية من الأركيا أيضًا بثلاثة أضعاف.
لاحظ الفريق أيضًا أنه في العينة المكشوفة من التربة الصقيعية ، كان هناك تنوع بيولوجي مرتفع للبكتيريا ، وخضعت هذه البكتيريا لتغييرًا هيكليًا كبيرًا بعد تعرضها للإشعاع. على سبيل المثال ، عدد السكان من البكتريا الشعاعية مفصلي- جنس شائع موجود في التربة - لم يكن موجودًا في عينات المكافحة ، ولكنه أصبح سائدًا في المجتمعات البكتيرية التي تعرضت لها.
باختصار ، أشارت هذه النتائج إلى أن الكائنات الحية الدقيقة على سطح المريخ أكثر قابلية للبقاء مما كان يعتقد سابقًا. بالإضافة إلى قدرتها على تحمل درجات الحرارة الباردة والضغط الجوي المنخفض ، فهي قادرة أيضًا على تحمل أنواع ظروف الإشعاع الشائعة على السطح. كما أوضح تشيبتسوف:
تشير نتائج الدراسة إلى إمكانية الحفظ بالتبريد لفترات طويلة من الكائنات الحية الدقيقة القابلة للحياة في النظام المريخي. كثافة الإشعاع المؤين على سطح المريخ هي 0.05-0.076 Gy / year وتنخفض مع العمق. مع الأخذ في الاعتبار شدة الإشعاع في regolith المريخ ، فإن البيانات التي تم الحصول عليها تجعل من الممكن الافتراض أنه يمكن الحفاظ على النظم البيئية الافتراضية للمريخ في حالة لا تحتوي على حيوية في الطبقة السطحية من regolith (محمية من الأشعة فوق البنفسجية) لمدة 1.3 مليون سنة على الأقل ، على عمق مترين لمدة لا تقل عن 3.3 مليون سنة ، وعلى عمق خمسة أمتار لمدة 20 مليون سنة على الأقل. يمكن أيضًا تطبيق البيانات التي تم الحصول عليها لتقييم إمكانية اكتشاف كائنات دقيقة قابلة للتطبيق على أجسام أخرى في النظام الشمسي وداخل أجسام صغيرة في الفضاء الخارجي. "
كانت هذه الدراسة مهمة لأسباب متعددة. من ناحية ، استطاع المؤلفون أن يثبتوا لأول مرة أن البكتيريا بدائية النواة يمكنها البقاء على قيد الحياة للإشعاع الذي يتجاوز 80 كيلوجرام - وهو أمر كان يُعتقد سابقًا أنه مستحيل. كما أظهروا أنه على الرغم من ظروفها الصعبة ، لا تزال الكائنات الحية الدقيقة على قيد الحياة على كوكب المريخ اليوم ، محفوظة في التربة الصقيعية والتربة.
توضح الدراسة أيضًا أهمية مراعاة كل من العوامل الخارجية والكونية عند النظر إلى أين وتحت أي ظروف يمكن للكائنات الحية أن تعيش. أخيرًا وليس آخرًا ، فعلت هذه الدراسة شيئًا لم تفعله أي دراسة سابقة ، وهو تحديد حدود مقاومة الإشعاع للكائنات الحية الدقيقة على سطح المريخ - على وجه التحديد داخل القوام وعلى أعماق مختلفة.
ستكون هذه المعلومات لا تقدر بثمن بالنسبة للبعثات المستقبلية إلى المريخ والمواقع الأخرى في النظام الشمسي ، وربما حتى مع دراسة الكواكب الخارجية. ستساعدنا معرفة نوع الظروف التي تزدهر فيها الحياة على تحديد مكان البحث عن علامات لها. وعند إعداد المهام لكلمات أخرى ، ستتيح أيضًا للعلماء معرفة المواقع التي يجب تجنبها بحيث يمكن منع تلوث النظم البيئية المحلية.
