مریخ دقیقا همان مکان مناسبی که ما برای زندگی به دنبال آن هستیم نیست. در حالی که درجه حرارت در خط استوا می تواند در یک ظهر تابستان به دمای ۳۵ درجه سانتیگراد (۹۵ درجه فارنهایت) برسد، دمای متوسط در سطح مریخ منهای ۶۳ درجه سانتیگراد (منهای ۸۲ درجه فارنهایت) است و می تواند تا درجه حرارت منهای ۱۴۳ درجه سانتی گراد (منهای ۲۲۶ درجه فارنهایت) در طول زمستان در مناطق قطبی کاهش یابد. فشار اتمسفر در مریخ نیز حدود نیمی از یک درصد فشار اتمسفر در زمین است و سطح آن به میزان قابل توجهی تحت تاثیر تشعشعات قرار دارد. تاکنون، هیچ کس از این امر مطمئن نیست که ایا میکروارگانیسم ها می توانند در این محیط پیچیده زنده بمانند یا نه.
اما به لطف یک مطالعه جدید که توسط تیمی از محققان دانشگاه ایالتی مسکو (LMSU) صورت گرفته ، ما اکنون ممکن است بتوانیم محدودیت هایی را در مورد شرایطی که میکروارگانیسم ها قادر به تحمل آن هستند، در نظر بگیریم. بنابراین این مطالعه می تواند پیامدهای قابل توجهی در مورد امکان زندگی در نقاط دیگر کهکشان و شاید حتی فراتر از آن داشته باشد.
این مطالعه اخیرا در مجله علمی Extremophiles، با عنوان “۱۰۰ کیلوگری از جوامع میکروبی تحت تاثیر گاما در لایه های منجمد باستانی قطب شمال تحت شرایط شبیه سازی مریخ” انجام شد. تیم تحقیقاتی که توسط ولادیمیر چپسوف از LMSU رهبری می شد، شامل اعضای آکادمی علوم روسیه، دانشگاه پلی تکنیک ایالت سنت پترزبورگ، موسسه کورچاتف و دانشگاه فدرال اورال بود. به خاطر این مطالعه، تیم تحقیقاتی فرض کرد که درجه حرارت و شرایط فشار نمی تواند همانند تشعشعات جزو عوامل کاهنده باشند. به همین ترتیب، آنها آزمایشاتی را انجام دادند که در آن جوامع میکروبی درون رگولیت مریخ شبیه سازی شده مورد تابش تشعشعات قرار گرفتند. رگولیت شبیه سازی شده شامل سنگ های رسوبی لایه های منجمدی بودند که تحت شرایط کم دما و کم فشار قرار گرفتند در این رابطه ولادیمیر س. چپسوف، دانشجوی کارشناسی ارشد رشته زیست شناسی MSU لومونسوف و همکارانش در این مقاله، در بیانیه مطبوعاتی LMSU توضیحات زیر را ارائه دادند:
ما به بررسی اثر مشترک چندین عامل فیزیکی (تابش گاما، فشار کم، دمای پایین) بر جوامع میکروبی لایه های منجمد باستانی قطب شمال پرداختیم. همچنین ما یک شیء منحصر به فرد طبیعی را نیز مورد مطالعه قرار دادیم – لایه های منجمدی که حدود ۲ میلیون سال است ذوب نشده اند. به طور خلاصه، ما آزمایش شبیه سازی شده ای را انجام دادیم که شرایط cryo-conservation ( نگه داری ذرات در حالت انجماد) را در رگولیت مریخ پوشش می دهد. همچنین در این مقاله، اثر دوزهای بالا (۱۰۰ kGy) تابش گاما بر روی پروتئین های پروکاریوتی مورد بررسی قرار گرفت، در حالی که در مطالعات قبلی پس از دوز بالاتر از ۸۰ کیلوگری هیچ پروکاریوتی زنده نماند.
“برای شبیه سازی شرایط مریخ، تیم از یک محفظه اقلیمی ثابت استفاده نمود که دمای پایین و فشار جو را حفظ می نمود. سپس انها میکروارگانیسم ها را در معرض سطوح مختلف تابش گاما قرار دادند. آنچه آنها متوجه شدند این بود که جوامع میکروبی در شرایط محیطی شبیه سازی شده مریخ مقاومت بالائی در برابر درجه حرارت و فشار از خود نشان می دهند.”
با این حال، بعد از اینکه میکروب ها تحت تابش قرار گرفتند، تیم متوجه شد که اختلافات بی شماری بین نمونه تابش شده و نمونه کنترل شده وجود دارد. در حالی که تعداد کل سلول های پروکاریوتی و تعدادی از سلول های باکتریایی فعال متابولیک با سطوح کنترل هماهنگ بودند، تعداد باکتری های مورد تابش قرار گرفته کاهش دوبرابری را نشان دادند در حالی که تعداد سلول های فعال متابولیک زیستی سه برابر کاهش یافتند. این تیم متوجه شد که در نمونه بازمانده از لایه های منجمد، تنوع زیستی باکتری ها بالا بود، و پس از تابش، این باکتریها تغییرات ساختاری قابل توجهی داشتند. به عنوان مثال، جمعیت آتیینوباکتری ها مانند آرتروباکتر که یک ژن رایج در خاک است، در نمونه های شاهد وجود نداشت، اما در جوامع باکتری که در معرض تابش قرار گرفته بودند، غالب بود. به طور خلاصه، این نتایج نشان می دهد که میکروارگانیسم ها در مریخ بیشتر از آنچه قبلا تصور می شد زنده می مانند. علاوه بر این قادر به زنده ماندن در دماهای سرد و کم فشار اتمسفری هستند، و همچنین قادر به حفظ حیات خود در انواع شرایط تابشی رایج می باشند. همانطور که چپسوف توضیح داد:
نتایج مطالعه نشان می دهد احتمال حفظ طولانی مدت میکروارگانیسم های زنده در رگولیت مریخ زیاد است. شدت تابش یونیزه کننده بر روی سطح مریخ ۰.۰۷-۰.۰۶۶ گری در سال است که با عمق کاهش می یابد. با توجه به شدت تابش در رگولیت مریخ، داده های به دست آمده این امکان را فراهم می کند تا فرض کنیم که اکوسیستم های احتمالی مریخ را می توان در حالت آنتی بیوتیک در لایه سطحی رگولیت (محافظت شده از اشعه های UV) برای حداقل ۱.۳ میلیون ، در عمق دو متر برای حداقل ۳.۳ میلیون سال و در عمق پنج متر برای حداقل ۲۰ میلیون سال حفظ نمود. داده های به دست آمده نیز می توانند برای ارزیابی امکان شناسایی میکروارگانیسم های زنده بر روی دیگر اهداف منظومه شمسی و همچنین در فضای بیرونی استفاده شوند. این مطالعه به دلایل متعددی قابل توجه بود.
از یک طرف، نویسندگان توانستند برای اولین بار اثبات کنند که باکتری پروکاریوتی می تواند در تابش بیش از ۸۰ کیلوگری زنده بماند. چیزی که پیشتر تصور می شد غیرممکن است. همچنین آنها نشان دادند که علیرغم شرایط دشوار، میکروارگانیسم ها هنوز هم می توانند در مریخ ، و در خاک و لایه های منجمد زنده بمانند. همچنین این مطالعه نشان دهنده اهمیت عوامل فرابنفش و کیهانی در هنگام تصمیم گیری در مورد این موضوع است که در کجا و تحت چه شرایطی ارگانیسم ها می توانند زنده بمانند.
مهمتر از همه، این مطالعه کاری را انجام داده که مطالعات قبلی به هیچ وجه انجام نداده بودند و آن، تعریف محدودیت مقاومت تابشی میکروارگانیسم ها در مریخ، بویژه در رگولیت و در عمق های مختلف بود. این اطلاعات برای مأموریت های آینده به مریخ و سایر نقاط موجود در سیستم خورشیدی، و شاید حتی برای مطالعه فضای کهکشان، ارزشمند باشد.
دانستن نوع شرایطی که زندگی در آن ادامه خواهد یافت، به ما در تعیین این که باید کدامیک از علائم را دنبال کنیم کمک خواهد کرد. و هنگام آماده شدن برای رفتن به جهان های دیگر، دانشمندان می توانند از مکان های نامناسب، بپرهیزند تا از آلودگی اکوسیستم های بومی جلوگیری نمایند.
