ดินของสันหินในแอนตาร์กติกาตอนกลางไม่เคยมีจุลินทรีย์
เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าดูเหมือนจะไม่มีชีวิตในดินบนพื้นผิวโลก ดินมาจากสองลมที่มีลมพัดแรงหินในการตกแต่งภายในของแอนตาร์กติกาห่างจากขั้วโลกใต้ 300 ไมล์ที่ซึ่งน้ำแข็งหลายพันฟุตเจาะภูเขา
“ ผู้คนมักคิดว่าจุลินทรีย์นั้นแข็งแกร่งและสามารถอยู่ได้ทุกที่” โนอาห์ไฟร์นักนิเวศวิทยาจุลินทรีย์ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์ซึ่งเป็นทีมศึกษาดิน ท้ายที่สุดแล้วสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวได้รับการพบว่าอาศัยอยู่ในช่องระบายความร้อนของความร้อนด้วยอุณหภูมิสูงกว่า 200 องศาฟาเรนไฮต์ในทะเลสาบที่มีน้ำแข็งครึ่งไมล์ในแอนตาร์กติกาครึ่งไมล์และแม้กระทั่ง 120,000 ฟุตเหนือสตราโตสเฟียร์ของโลก แต่หลังจากผ่านไปหนึ่งปีของการทำงาน Ferrer และนักศึกษาปริญญาเอกของเขา Nicholas Dragon ยังไม่พบสัญญาณของชีวิตในดินแอนตาร์กติกที่พวกเขารวบรวม
Firer และ Dragone ศึกษาดินจากภูเขา 11 แห่งที่แตกต่างกันซึ่งเป็นเงื่อนไขที่หลากหลาย ผู้ที่มาจากพื้นที่ภูเขาที่ต่ำกว่าและน้อยกว่านั้นมีแบคทีเรียและเชื้อรา แต่ในภูเขาบางแห่งที่มีภูเขาสูงที่สุดสองอันวิเศษที่สุดและหนาวที่สุดไม่มีร่องรอยของชีวิต
“ เราไม่สามารถพูดได้ว่าพวกเขาเป็นหมัน” Ferrer กล่าว นักจุลชีววิทยาคุ้นเคยกับการค้นหาเซลล์หลายล้านเซลล์ในดินช้อนชา ดังนั้นจำนวนน้อยมาก (เช่น 100 เซลล์ที่ทำงานได้) อาจหลบหนีการตรวจจับ “ แต่เท่าที่เรารู้พวกเขาไม่มีจุลินทรีย์ใด ๆ ”
ไม่ว่าดินบางส่วนจะไร้ชีวิตอย่างแท้จริงหรือถูกค้นพบในภายหลังว่ามีเซลล์ที่รอดชีวิตมาได้การค้นพบใหม่ที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสาร JGR Biogeosciences สามารถช่วยในการค้นหาชีวิตบนดาวอังคาร ดินแอนตาร์กติกถูกแช่แข็งอย่างถาวรเต็มไปด้วยเกลือที่เป็นพิษและไม่ได้มีน้ำของเหลวมากนักเป็นเวลาสองล้านปี - คล้ายกับดินดาวอังคาร
พวกเขาถูกรวบรวมในระหว่างการเดินทางที่ได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติในเดือนมกราคม 2561 ไปยังพื้นที่ห่างไกลของเทือกเขา Transantarctic พวกเขาผ่านการตกแต่งภายในของทวีปโดยแยกที่ราบสูงขั้วโลกสูงในภาคตะวันออกจากน้ำแข็งที่อยู่ต่ำในตะวันตก นักวิทยาศาสตร์ตั้งค่ายบนธารน้ำแข็ง Shackleton ซึ่งเป็นสายพานลำเลียง 60 ไมล์ที่ไหลลงมาในช่องว่างในภูเขา พวกเขาใช้เฮลิคอปเตอร์บินไปที่ระดับความสูงและรวบรวมตัวอย่างขึ้นและลงธารน้ำแข็ง
ในภูเขาที่อบอุ่นและเปียกที่เท้าของธารน้ำแข็งเพียงไม่กี่ร้อยฟุตเหนือระดับน้ำทะเลพวกเขาค้นพบว่าดินที่อยู่อาศัยโดยสัตว์ที่มีขนาดเล็กกว่าเมล็ดงา: หนอนกล้องจุลทรรศน์, tardigrades แปดขา, โรติเฟอร์และหนอนตัวเล็ก ๆ เรียกว่า Springtails แมลงปีก ดินที่เปลือยเปล่าและทรายเหล่านี้มีจำนวนแบคทีเรียที่พบในสนามหญ้าที่มีการตกแต่งอย่างดีน้อยกว่าหนึ่งในพัน ๆ
แต่สัญญาณของชีวิตเหล่านี้ค่อยๆหายไปเมื่อทีมไปเยี่ยมภูเขาที่สูงขึ้นในธารน้ำแข็ง ที่ด้านบนของธารน้ำแข็งพวกเขาไปเยี่ยมชมภูเขาสองแห่งคือ Mount Schroeder และ Mount Roberts ซึ่งสูงกว่า 7,000 ฟุต
การเยี่ยมชมภูเขาชโรเดอร์นั้นโหดร้าย Byron Adams เล่านักชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยบริกแฮมยังในโพรโวยูทาห์ซึ่งเป็นผู้นำโครงการ อุณหภูมิในวันฤดูร้อนนี้ใกล้เคียงกับ 0 ° F ลมที่โหยหวนค่อยๆระเหยน้ำแข็งและหิมะออกจากภูเขาเปลือยเปล่าซึ่งเป็นภัยคุกคามต่อการยกและการขว้างพลั่วในสวนที่พวกเขานำมาขุดทราย ดินแดนดังกล่าวถูกปกคลุมไปด้วยหินภูเขาไฟสีแดงที่ถูกกัดเซาะมาหลายร้อยล้านปีด้วยลมและฝนทำให้พวกเขามีหลุมและขัดมัน
เมื่อนักวิทยาศาสตร์ยกหินพวกเขาค้นพบว่าฐานของมันถูกปกคลุมไปด้วยเปลือกโลกสีขาว - ผลึกพิษของเปอร์คลอเรต, คลอเรตและไนเตรต Perchlorates และคลอเรตเกลือที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่ใช้ในเชื้อเพลิงจรวดและสารฟอกขาวในอุตสาหกรรมก็พบได้มากมายบนพื้นผิวของดาวอังคาร ไม่มีน้ำที่จะล้างออกเกลือสะสมบนภูเขาแอนตาร์กติกแห้งเหล่านี้
“ มันเหมือนกับการสุ่มตัวอย่างบนดาวอังคาร” อดัมส์กล่าว เมื่อคุณติดพลั่วเข้าไป“ คุณรู้ว่าคุณเป็นสิ่งแรกที่รบกวนดินตลอดไป - อาจจะหลายล้านปี”
นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าแม้ในระดับสูงเช่นนี้และในสภาพที่เลวร้ายที่สุดพวกเขาก็ยังคงพบจุลินทรีย์ที่มีชีวิตในดิน แต่ความคาดหวังเหล่านั้นเริ่มจางหายไปในปลายปี 2561 เมื่อ Dragon ใช้เทคนิคที่เรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส (PCR) เพื่อตรวจจับ DNA ของจุลินทรีย์ในสิ่งสกปรก มังกรทดสอบ 204 ตัวอย่างจากภูเขาด้านบนและใต้ธารน้ำแข็ง ตัวอย่างจากภูเขาที่ต่ำกว่าและเย็นกว่าให้ DNA จำนวนมาก แต่ตัวอย่างส่วนใหญ่ (20%) จากระดับความสูงสูงรวมถึงส่วนใหญ่จาก Mount Schroeder และ Roberts Massif ไม่ได้ทดสอบผลลัพธ์ใด ๆ แสดงว่าพวกเขามีจุลินทรีย์น้อยมากหรืออาจไม่มีเลย
“ เมื่อเขาเริ่มแสดงผลลัพธ์บางอย่างฉันคิดว่า 'มีบางอย่างผิดปกติ'” เฟอร์เรลล์กล่าว เขาคิดว่าต้องมีบางอย่างผิดปกติกับตัวอย่างหรืออุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ
จากนั้น Dragon ได้ทำการทดลองเพิ่มเติมเพื่อค้นหาสัญญาณของชีวิต เขาบำบัดดินด้วยกลูโคสเพื่อดูว่าสิ่งมีชีวิตบางชนิดในดินแปลงเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หรือไม่ เขาพยายามที่จะค้นพบสารเคมีที่เรียกว่า ATP ซึ่งใช้โดยทุกชีวิตบนโลกเพื่อเก็บพลังงาน เป็นเวลาหลายเดือนเขาได้ปลูกฝังดินในส่วนผสมของสารอาหารต่าง ๆ พยายามโน้มน้าวให้จุลินทรีย์ที่มีอยู่เติบโตเป็นอาณานิคม
“ นิคโยนอ่างล้างจานในตัวอย่างเหล่านี้” เฟอร์เรลล์กล่าว แม้จะมีการทดสอบทั้งหมดเหล่านี้ แต่เขาก็ยังไม่พบอะไรในดินบางแห่ง “ มันวิเศษจริงๆ”
Jacqueline Gurdial นักจุลชีววิทยาด้านสิ่งแวดล้อมที่มหาวิทยาลัย Guelph ในแคนาดาเรียกผลลัพธ์“ ล่อลวง” โดยเฉพาะอย่างยิ่งความพยายามของ Dragon ในการพิจารณาว่าปัจจัยใดที่มีอิทธิพลต่อโอกาสในการค้นหาจุลินทรีย์ในสถานที่ที่กำหนด เขาพบว่าระดับความสูงสูงและความเข้มข้นของคลอเรตสูงเป็นตัวทำนายที่แข็งแกร่งที่สุดของความล้มเหลวในการตรวจจับชีวิต “ นี่เป็นการค้นพบที่น่าสนใจมาก” กู๊ดเยียร์กล่าว “ สิ่งนี้บอกเรามากมายเกี่ยวกับขีด จำกัด ของชีวิตบนโลก”
เธอไม่เชื่อเลยว่าดินของพวกเขาไม่มีชีวิตอย่างแท้จริงส่วนหนึ่งเป็นเพราะประสบการณ์ของเธอเองในอีกส่วนหนึ่งของแอนตาร์กติกา
หลายปีที่ผ่านมาเธอศึกษาดินจากสภาพแวดล้อมที่คล้ายกันในเทือกเขา Transantarctic ซึ่งเป็นสถานที่ 500 ไมล์ทางตะวันตกเฉียงเหนือของ Shackleton Glacier เรียกว่า University Valley ซึ่งอาจไม่มีความชื้นหรืออุณหภูมิละลายอย่างมีนัยสำคัญเป็นเวลา 120,000 ปี เมื่อเธอบ่มเป็นเวลา 20 เดือนที่ 23 ° F อุณหภูมิฤดูร้อนทั่วไปในหุบเขาดินแสดงให้เห็นว่าไม่มีสัญญาณของชีวิต แต่เมื่อเธออุ่นตัวอย่างดินไม่กี่องศาเหนือการแช่แข็งบางคนก็มีการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย
ตัวอย่างเช่นนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าเซลล์แบคทีเรียยังคงมีชีวิตอยู่แม้หลังจากหลายพันปีในธารน้ำแข็ง เมื่อพวกเขาติดอยู่การเผาผลาญของเซลล์สามารถชะลอตัวลงหนึ่งล้านครั้ง พวกเขาเข้าสู่สถานะที่พวกเขาไม่เติบโตอีกต่อไป แต่ซ่อมแซมความเสียหายของดีเอ็นเอที่เกิดจากรังสีคอสมิคเจาะน้ำแข็ง กู๊ดเยียร์คาดการณ์ว่า“ ผู้รอดชีวิตที่ช้า” เหล่านี้อาจเป็นคนที่เธอพบในหุบเขาวิทยาลัย - เธอสงสัยว่าถ้า Dragone และ Firer วิเคราะห์ดินเพิ่มขึ้นอีก 10 เท่าพวกเขาอาจพบพวกเขาใน Massif Massif หรือ Schroeder Mountain
เบรนต์คริสเนอร์ผู้ศึกษาจุลินทรีย์แอนตาร์กติกที่มหาวิทยาลัยฟลอริดาในเกนส์วิลล์เชื่อว่าดินแห้งระดับสูงเหล่านี้สามารถช่วยปรับปรุงการค้นหาชีวิตบนดาวอังคาร
เขาตั้งข้อสังเกตว่ายานอวกาศ Viking 1 และ Viking 2 ซึ่งลงจอดบนดาวอังคารในปี 1976 ได้ทำการทดลองตรวจพบชีวิตส่วนหนึ่งจากการศึกษาดินที่อยู่ใกล้กับชายฝั่งของแอนตาร์กติกาซึ่งเป็นพื้นที่ที่เรียกว่าหุบเขาแห้ง บางส่วนของดินเหล่านี้เปียกจาก Meltwater ในฤดูร้อน พวกมันไม่เพียง แต่มีจุลินทรีย์เท่านั้น แต่ในบางแห่งเท่านั้นที่หนอนเล็ก ๆ และสัตว์อื่น ๆ
ในทางตรงกันข้ามดินที่แห้งและสูงกว่าของ Mount Roberts และ Mount Schroeder อาจให้พื้นที่ทดสอบที่ดีขึ้นสำหรับเครื่องมือดาวอังคาร
“ พื้นผิวของดาวอังคารนั้นแย่มาก” คริสเตอร์กล่าว “ ไม่มีสิ่งมีชีวิตบนโลกที่สามารถอยู่รอดได้บนพื้นผิว” - อย่างน้อยที่สุดนิ้วบนหรือสอง ยานอวกาศใด ๆ ที่ไปที่นั่นเพื่อค้นหาชีวิตจะต้องเตรียมพร้อมที่จะทำงานในสถานที่ที่โหดร้ายที่สุดในโลก
ลิขสิทธิ์© 1996–2015 สมาคมภูมิศาสตร์แห่งชาติ ลิขสิทธิ์© National Geographic Partners, LLC, 2015-2023 สงวนลิขสิทธิ์