Tanah rabung berbatu di pusat Antartika tidak pernah mengandungi mikroorganisma.
Buat pertama kalinya, saintis telah mendapati bahawa nampaknya tidak ada kehidupan di tanah di permukaan bumi. Tanah ini berasal dari dua rabung berbatu, di pedalaman Antartika, 300 batu dari Kutub Selatan, di mana beribu -ribu kaki ais menembusi gunung.
"Orang ramai selalu berfikir bahawa mikrob adalah tahan lasak dan boleh hidup di mana -mana," kata Noah Firer, ahli ekologi mikrob di University of Colorado Boulder yang meneliti pasukannya. Lagipun, organisma sel tunggal telah didapati tinggal di lubang hidroterma dengan suhu melebihi 200 darjah Fahrenheit, di tasik di bawah setengah batu ais di Antartika, dan bahkan 120,000 kaki di atas stratosfera Bumi. Tetapi selepas setahun kerja, Ferrer dan pelajar kedoktorannya Nicholas Dragon masih belum menemui tanda -tanda kehidupan di tanah Antartika yang mereka kumpulkan.
Firer dan Dragone mengkaji tanah dari 11 julat gunung yang berbeza, yang mewakili pelbagai keadaan. Mereka yang berasal dari kawasan gunung yang lebih rendah dan kurang sejuk mengandungi bakteria dan kulat. Tetapi di beberapa gunung di dua gunung tertinggi, paling kering dan paling sejuk tidak ada tanda -tanda kehidupan.
"Kami tidak boleh mengatakan mereka steril," kata Ferrer. Ahli mikrobiologi terbiasa mencari berjuta -juta sel dalam satu sudu teh tanah. Oleh itu, bilangan yang sangat kecil (contohnya 100 sel yang berdaya maju) boleh melarikan diri pengesanan. "Tetapi sejauh yang kita tahu, mereka tidak mengandungi sebarang mikroorganisma."
Sama ada sesetengah tanah benar -benar tidak mempunyai kehidupan atau kemudian ditemui untuk mengandungi beberapa sel yang masih hidup, penemuan baru yang baru -baru ini diterbitkan dalam jurnal JGR Biogeosciences dapat membantu dalam mencari kehidupan di Marikh. Tanah Antartika secara kekal beku, penuh dengan garam toksik, dan tidak mempunyai banyak air cair selama dua juta tahun -sama dengan tanah Martian.
Mereka dikumpulkan semasa ekspedisi yang dibiayai oleh Yayasan Sains Kebangsaan pada Januari 2018 ke kawasan terpencil di Pergunungan Transantarctic. Mereka melewati pedalaman benua, memisahkan dataran tinggi kutub yang tinggi di timur dari ais rendah di barat. Para saintis menubuhkan kem di Glacier Shackleton, tali pinggang penghantar 60 batu yang mengalir ke atas jurang di pergunungan. Mereka menggunakan helikopter untuk terbang ke ketinggian tinggi dan mengumpul sampel ke atas dan ke bawah glasier.
Di pergunungan yang hangat, basah di kaki glasier, hanya beberapa ratus kaki di atas paras laut, mereka mendapati bahawa tanah itu didiami oleh haiwan yang lebih kecil daripada biji bijan: cacing mikroskopik, tardigrade berkaki lapan, rotifer dan cacing kecil. dipanggil springtails. Serangga bersayap. Tanah-tanah yang berpasir ini mengandungi kurang dari satu ribu jumlah bakteria yang terdapat di rumput yang terancam, cukup untuk menyediakan makanan untuk herbivora kecil yang bersembunyi di bawah permukaan.
Tetapi tanda -tanda kehidupan ini secara beransur -ansur hilang ketika pasukan melawat gunung yang lebih tinggi lebih jauh ke dalam glasier. Di bahagian atas glasier, mereka melawat dua gunung -menyuarakan Schroeder dan Gunung Roberts -yang lebih tinggi 7,000 kaki.
Lawatan ke Gunung Schroeder adalah kejam, mengimbas kembali Byron Adams, ahli biologi di Brigham Young University di Provo, Utah, yang mengetuai projek itu. Suhu pada hari musim panas ini hampir 0 ° F. Angin yang melayang perlahan -lahan menguap ais dan salji, meninggalkan gunung -gunung yang telanjang, ancaman yang berterusan untuk mengangkat dan membuang sekop taman yang mereka bawa untuk menggali pasir. Tanah ini diliputi dalam batu -batu gunung berapi kemerahan yang telah terhakis lebih dari ratusan juta tahun oleh angin dan hujan, menyebabkan mereka dipenuhi dan digilap.
Apabila saintis mengangkat batu itu, mereka mendapati bahawa pangkalannya ditutup dengan kerak garam putih -toksik kristal perchlorate, chlorate, dan nitrat. Perchlorates dan chlorates, garam menghakis reaktif yang digunakan dalam bahan api roket dan peluntur industri, juga terdapat banyak di permukaan Marikh. Tanpa air untuk mencuci, garam berkumpul di pergunungan Antartika yang kering ini.
"Ia seperti persampelan di Marikh," kata Adams. Apabila anda melekatkan sekop, "Anda tahu anda adalah perkara pertama yang mengganggu tanah dalam selamanya -mungkin berjuta -juta tahun."
Para penyelidik mencadangkan bahawa walaupun di ketinggian yang tinggi dan dalam keadaan paling teruk, mereka masih akan mencari mikroorganisma hidup di dalam tanah. Tetapi jangkaan tersebut mula pudar pada akhir tahun 2018, apabila Naga menggunakan teknik yang dipanggil Reaksi Rantai Polimerase (PCR) untuk mengesan DNA mikrob dalam kotoran. Naga menguji 204 sampel dari gunung di atas dan di bawah glasier. Sampel dari gunung yang lebih rendah dan sejuk menghasilkan sejumlah besar DNA; Tetapi kebanyakan sampel (20%) dari ketinggian yang tinggi, termasuk kebanyakan dari Gunung Schroeder dan Roberts Massif, tidak diuji untuk sebarang keputusan, menunjukkan bahawa mereka mengandungi sangat sedikit mikroorganisma atau mungkin tidak sama sekali.
"Apabila dia mula menunjukkan saya beberapa keputusan, saya fikir, 'Ada sesuatu yang salah,'" kata Ferrell. Dia fikir mesti ada sesuatu yang salah dengan sampel atau peralatan makmal.
Naga kemudian menjalankan satu siri eksperimen tambahan untuk mencari tanda -tanda kehidupan. Dia merawat tanah dengan glukosa untuk melihat sama ada organisma tertentu di dalam tanah menukarkannya kepada karbon dioksida. Dia cuba menemui bahan kimia yang dipanggil ATP, yang digunakan oleh semua kehidupan di bumi untuk menyimpan tenaga. Selama beberapa bulan, dia menanam tanah dalam pelbagai campuran nutrien, cuba meyakinkan mikroorganisma yang ada untuk berkembang menjadi koloni.
"Nick melemparkan tenggelam dapur pada sampel ini," kata Ferrell. Walaupun semua ujian ini, dia masih tidak menemui apa -apa di beberapa tanah. "Ia sangat menakjubkan."
Jacqueline Gurdial, ahli mikrobiologi alam sekitar di University of Guelph di Kanada, memanggil keputusan "menarik," terutamanya usaha Dragon untuk menentukan faktor -faktor yang mempengaruhi kemungkinan mencari mikroorganisma di lokasi tertentu. Beliau mendapati bahawa ketinggian tinggi dan kepekatan klorat yang tinggi adalah peramal terkuat kegagalan untuk mengesan kehidupan. "Ini adalah penemuan yang sangat menarik," kata Goodyear. "Ini memberitahu kita banyak tentang batas kehidupan di bumi."
Dia tidak sepenuhnya yakin bahawa tanah mereka benar -benar tidak bermaya, sebahagiannya disebabkan oleh pengalamannya sendiri di bahagian lain Antartika.
Beberapa tahun yang lalu, dia mempelajari tanah dari persekitaran yang sama di Pergunungan Transantarctic, tempat 500 batu barat laut Shackleton Glacier yang dipanggil University Valley yang mungkin tidak mempunyai kelembapan yang ketara atau mencairkan suhu selama 120,000 tahun. Apabila dia mengeramnya selama 20 bulan pada suhu 23 ° F, suhu musim panas yang tipikal di lembah, tanah tidak menunjukkan tanda -tanda kehidupan. Tetapi apabila dia memanaskan sampel tanah beberapa darjah di atas pembekuan, ada yang menunjukkan pertumbuhan bakteria.
Sebagai contoh, saintis telah mendapati bahawa sel -sel bakteria masih hidup walaupun selepas beribu -ribu tahun dalam glasier. Apabila mereka terperangkap, metabolisme sel dapat melambatkan sejuta kali. Mereka pergi ke keadaan di mana mereka tidak lagi tumbuh, tetapi hanya membaiki kerosakan DNA yang disebabkan oleh sinar kosmik yang menembusi ais. Goodyear berspekulasi bahawa "mangsa yang selamat" ini mungkin yang dia dapati di College Valley -dia mengesyaki bahawa jika Dragone dan Firer telah menganalisis 10 kali lebih banyak tanah, mereka mungkin mendapati mereka di Roberts Massif atau Schroeder Mountain.
Brent Christner, yang mengkaji mikrob Antartika di University of Florida di Gainesville, percaya bahawa tanah yang tinggi, tanah kering dapat membantu meningkatkan pencarian kehidupan di Marikh.
Beliau menyatakan bahawa kapal angkasa Viking 1 dan Viking 2, yang mendarat di Marikh pada tahun 1976, menjalankan eksperimen pengesanan hidup yang berdasarkan sebahagian kajian tanah rendah di dekat pantai Antartika, sebuah rantau yang dipanggil lembah kering. Sebahagian daripada tanah ini menjadi basah dari meltwater pada musim panas. Mereka mengandungi bukan sahaja mikroorganisma, tetapi di beberapa tempat juga cacing kecil dan haiwan lain.
Sebaliknya, tanah yang lebih tinggi, kering Gunung Roberts dan Gunung Schroeder boleh memberikan alasan ujian yang lebih baik untuk instrumen Martian.
"Permukaan Marikh sangat buruk," kata Christner. "Tidak ada organisma di bumi yang dapat bertahan di permukaan" -sekurang -kurangnya inci atau dua teratas. Mana -mana kapal angkasa yang pergi ke sana untuk mencari kehidupan mesti bersedia untuk beroperasi di beberapa tempat paling teruk di Bumi.
Hak Cipta © 1996-2015 National Geographic Society. Copyright © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Semua hak terpelihara.