Mars není přesně přátelské místo pro život, jak ho známe. Zatímco teploty na rovníku mohou v létě v poledne dosáhnout až 35 ° C (95 ° F), průměrná teplota na povrchu je -63 ° C (-82 ° F) a může dosáhnout až nízkých teplot -143 ° C (-226 ° F) v zimě v polárních oblastech. Jeho atmosférický tlak je asi polovina jednoho procenta Země a povrch je vystaven značnému množství záření.
Až dosud si nikdo nebyl jistý, zda mikroorganismy v tomto extrémním prostředí přežijí. Ale díky nové studii týmu vědců z Moskevské státní univerzity v Lomonosově (LMSU) můžeme nyní být schopni omezit, za jakých podmínek mohou mikroorganismy odolat. Tato studie by proto mohla mít významné důsledky v honbě za životem jinde ve Sluneční soustavě a možná i za hranicemi!
Studie s názvem „100 kGy gama-ovlivněná mikrobiální společenství ve starém arktickém permafrostu za simulovaných podmínek na Marsu“, se nedávno objevila ve vědeckém časopise Extremofilové. Do výzkumného týmu, který vedl Vladimír S. Cheptsov z LMSU, byli členové Ruské akademie věd, Státní polytechnická univerzita v Petrohradu, Kurchatovův ústav a Uralská federální univerzita.
Pro účely své studie výzkumný tým předpokládal, že podmínky teploty a tlaku nebudou zmírňujícími faktory, ale radiací. Jako takové provedli testy, v nichž byly ozářeny mikrobiální komunity obsažené v simulovaném marťanském regolitu. Simulovaný regolit se skládal ze sedimentárních hornin obsahujících permafrost, které byly poté vystaveny nízkým teplotám a nízkému tlaku.
Jak uvedl Vladimir S. Cheptsov, postgraduální student Ústavu biologie půdy MSU v Lomonosově a spoluautor na papíře, vysvětlil v tiskovém prohlášení LMSU:
„Studovali jsme společný dopad řady fyzikálních faktorů (gama záření, nízký tlak, nízká teplota) na mikrobiální společenství v antickém arktickém permafrostu. Studovali jsme také jedinečný přírodní objekt - prastarý permafrost, který se asi 2 miliony let neroztavil. Stručně řečeno, provedli jsme simulační experiment, který pokrýval podmínky kryokonzervace v marťanském regolitu. Je také důležité, aby jsme v tomto článku studovali vliv vysokých dávek (100 kGy) záření gama na vitalitu prokaryot, zatímco v předchozích studiích nebyly po dávkách vyšších než 80 kGy nalezeny žádné živé prokaryoty. “
K simulaci marťanských podmínek tým použil původní konstantní klimatickou komoru, která udržovala nízkou teplotu a atmosférický tlak. Poté vystavili mikroorganismy různým úrovním gama záření. Zjistili, že mikrobiální komunity vykazují vysokou odolnost vůči teplotním a tlakovým podmínkám v simulovaném marťanském prostředí.
Poté, co začali ozařovat mikroby, však zaznamenali několik rozdílů mezi ozářeným vzorkem a kontrolním vzorkem. Zatímco celkový počet prokaryotických buněk a počet metabolicky aktivních bakteriálních buněk zůstal konzistentní s kontrolními hladinami, počet ozářených bakterií se snížil o dva řády, zatímco počet metabolicky aktivních buněk archaea se také trojnásobně snížil.
Tým si také všiml, že v exponovaném vzorku permafrostu byla vysoká biologická rozmanitost bakterií a tato bakterie po ozáření prošla významnou strukturální změnou. Například populace aktinobaktérií jako Arthrobacter- běžný rod nalezený v půdě - nebyl přítomen v kontrolních vzorcích, ale stal se dominantním v bakteriálních komunitách, které byly vystaveny.
Tyto výsledky zkrátka naznačují, že mikroorganismy na Marsu jsou přežívající, než se dříve myslelo. Kromě toho, že dokážou přežít nízké teploty a nízký atmosférický tlak, jsou také schopné přežít druhy radiačních podmínek, které jsou na povrchu běžné. Jak Cheptsov vysvětlil:
„Výsledky studie naznačují možnost dlouhodobé kryokonzervace životaschopných mikroorganismů v marťanském regolitu. Intenzita ionizujícího záření na povrchu Marsu je 0,05 - 0,076 Gy / rok a klesá s hloubkou. S ohledem na intenzitu záření v regolitu na Marsu získaná data umožňují předpokládat, že hypotetické ekosystémy na Marsu by mohly být zachovány v anabiotickém stavu v povrchové vrstvě regolitu (chráněné před UV paprsky) po dobu alespoň 1,3 milionu let, v hloubce dvou metrů po dobu nejméně 3,3 milionu let a v hloubce pěti metrů po dobu nejméně 20 milionů let. Získaná data lze také použít k posouzení možnosti detekce životaschopných mikroorganismů na jiných objektech sluneční soustavy a v malých tělesech ve vesmíru. “
Tato studie byla významná z několika důvodů. Na jedné straně byli autoři poprvé schopni prokázat, že prokaryontní bakterie mohou přežít záření, které přesahuje 80 kGy - něco, co se dříve považovalo za nemožné. Rovněž prokázali, že navzdory obtížným podmínkám by dnes mohly být na Marsu mikroorganismy stále naživu, zachovány v permafrostu a půdě.
Studie také ukazuje důležitost zvažování jak mimozemských, tak kosmických faktorů při zvažování, kde a za jakých podmínek mohou živé organismy přežít. V neposlední řadě tato studie provedla něco, co nemá předchozí studie, která definuje limity radiační rezistence mikroorganismů na Marsu - konkrétně v regolitech a v různých hloubkách.
Tato informace bude neocenitelná pro budoucí mise na Mars a další místa ve Sluneční soustavě a snad i při studiu exoplanet. Znalost podmínek, za kterých bude život prospívat, nám pomůže určit, kde hledat jeho příznaky. A při přípravě misí na jiná slova také vědcům umožní vědět, na jakých místech se vyvarovat, aby bylo možné zabránit kontaminaci původních ekosystémů.
