Od 70. let, kdy Voyager sondy zachytily snímky ledového povrchu Evropy, vědci měli podezření, že život může existovat ve vnitřních oceánech měsíců ve vnější sluneční soustavě. Od té doby se objevily další důkazy, které podpořily tuto teorii, od ledových oblaků na Evropě a Enceladu, interiérových modelech hydrotermální aktivity a dokonce až na průkopnický objev komplexních organických molekul v oblacích Enceladus.
Avšak na některých místech ve vnější sluneční soustavě jsou podmínky velmi chladné a voda je schopna existovat pouze v kapalné formě kvůli přítomnosti toxických nemrznoucích chemikálií. Podle nové studie mezinárodního týmu vědců je však možné, že bakterie v těchto oslnivých prostředích přežijí. To je dobrá zpráva pro ty, kteří doufají, že najdou důkaz života v extrémních prostředích Sluneční soustavy.
Studie, která podrobně popisuje jejich nálezy s názvem „Vylepšená mikrobiální přežití v subzero solankách“, se nedávno objevila ve vědeckém časopise Astrobiologie. Studii provedl Jacob Heinz z Centra astronomie a astrofyziky na Technické univerzitě v Berlíně (TUB) a zahrnovali členy z Tufts University, Imperial College London a Washingtonské státní univerzity.
V podstatě na tělech jako Ceres, Callisto, Triton a Pluto - které jsou buď daleko od Slunce nebo nemají vnitřní ohřívací mechanismy - se věří, že vnitřní oceány existují kvůli přítomnosti určitých chemikálií a solí (jako je amoniak). Tyto „nemrznoucí“ sloučeniny zajišťují, že jejich oceány mají nižší teploty tuhnutí, ale vytvářejí prostředí, které by bylo příliš chladné a toxické pro život, jak jej známe.
V zájmu jejich studia se tým pokusil zjistit, zda mikroby skutečně mohou v těchto prostředích přežít provedením testů s Planococcus halocryophilus, bakterie nalezené v arktickém permafrostu. Poté tyto bakterie podrobili roztokům sodíku, hořčíku a chloridu vápenatého a chloristanu, chemické sloučeniny, která byla nalezena Phoenixem na Marsu.
Poté byly roztoky podrobeny teplotám v rozmezí od + 25 ° C do -30 ° C prostřednictvím opakovaných cyklů zmrazení a tání. Zjistili, že míra přežití bakterií závisí na použitém řešení a teplotách. Například bakterie suspendované ve vzorcích obsahujících chlorid (fyziologický roztok) měly lepší šance na přežití ve srovnání s bakteriemi ve vzorcích obsahujících chloristany - ačkoli míry přežití se zvyšovaly, čím více byly teploty snižovány.
Tým například zjistil, že bakterie v roztoku chloridu sodného (NaCl) zemřely během dvou týdnů při pokojové teplotě. Když se však teploty snížily na 4 ° C, přežívání začalo stoupat a téměř všechny bakterie přežily, když teploty dosáhly -15 ° C (5 ° F). Mezitím bakterie v roztokech hořčíku a chloridu vápenatého měly vysokou míru přežití při –30 ° C (-22 ° F).
Výsledky se také lišily pro tři slaná rozpouštědla v závislosti na teplotě. Bakterie v chloridu vápenatém (CaCl2) měly významně nižší míru přežití než bakterie v chloridu sodném (NaCl) a chlorid hořečnatý (MgCl2) mezi 4 a 25 ° C (39 a 77 ° F), ale nižší teploty zvyšovaly přežití ve všech třech. Míra přežití v roztoku chloristanu byla mnohem nižší než v jiných řešeních.
To se však obecně týkalo roztoků, kde chloristan tvořil 50% hmotnosti celkového roztoku (což bylo nezbytné pro to, aby voda zůstala kapalná při nižších teplotách), což by bylo významně toxické. Při koncentracích 10% byly bakterie stále schopny růst. To je částečně dobrá zpráva pro Mars, kde půda obsahuje méně než jedno hmotnostní procento chloristanu.
Heinz však také zdůraznil, že koncentrace solí v půdě jsou odlišné od koncentrací v roztoku. Přesto by to mohla být dobrá zpráva, pokud jde o Mars, protože teploty a úrovně srážek jsou velmi podobné částem Země - poušti Atacama a částem Antarktidy. Skutečnost, že bakterie mohou přežít taková prostředí na Zemi, naznačuje, že by mohli přežít i na Marsu.
Výzkum obecně ukázal, že nižší teploty zvyšují mikrobiální přežití, ale to závisí na typu mikrobu a složení chemického roztoku. Jak Heinz řekl časopisu Astrobiology:
„[A] ll reakce, včetně těch, které ničí buňky, jsou pomalejší při nižších teplotách, ale bakteriální přežití se příliš nezvýšilo při nižších teplotách v roztoku chloristanu, zatímco nižší teploty v roztokech chloridu vápenatého vedly ke značnému zvýšení schopnosti přežít. ““
Tým také zjistil, že bakterie dělaly lépe v slanějších roztocích, když došlo k cyklům zmrazování a rozmrazování. Výsledky nakonec naznačují, že přežití je vše v rovnováze. Zatímco nižší koncentrace chemických solí znamenaly, že bakterie mohly přežít a dokonce růst, snížily by se teploty, při nichž by voda zůstala v kapalném stavu. Také to naznačilo, že slané roztoky zlepšují míru přežití bakterií, pokud jde o cykly zmrazování a rozmrazování.
Tým samozřejmě zdůraznil, že to, že bakterie mohou za určitých podmínek existovat, neznamená, že tam budou prosperovat. Jako Theresa Fisher, doktorandka na Arizonské státní univerzitě ve škole Země a vesmírný průzkum a spoluautor studie, vysvětlila:
„Přežití versus růst je opravdu důležitý rozdíl, ale život nás stále dokáže překvapit. Některé bakterie mohou přežít nejen při nízkých teplotách, ale vyžadují, aby se metabolizovaly a prosperovaly. Měli bychom se pokusit být nezaujatí, když předpokládáme, co je pro organismus nezbytné, aby přežilo, nejen aby přežilo. “
Proto Heinz a jeho kolegové v současné době pracují na jiné studii, aby určili, jak různé koncentrace solí při různých teplotách ovlivňují množení bakterií. Mezitím je tato studie a další podobné studie schopna poskytnout nějaký jedinečný pohled na možnosti mimozemského života tím, že omezuje druhy podmínek, v nichž mohou přežít a růst.
Tyto studie také umožňují pomoc, pokud jde o hledání mimozemského života, protože vědění, kde může život existovat, nám umožňuje zaměřit naše hledání. V příštích letech budou mise v Evropě, Enceladusu, Titanu a dalších místech Sluneční soustavy hledat biosignatury, které naznačují přítomnost života na těchto tělech nebo uvnitř nich. Vědomí, že život může přežít v chladném a oslnivém prostředí, otevírá další možnosti.
