لم تحتوي تربة التلال الصخرية في وسط أنتاركتيكا على الكائنات الحية الدقيقة.
لأول مرة ، اكتشف العلماء أنه لا يبدو أنه لا توجد حياة في التربة على سطح الأرض. تأتي التربة من تلالين صخريين مهتمين بالرياح في الجزء الداخلي من القارة القطبية الجنوبية ، على بعد 300 ميل من القطب الجنوبي ، حيث تخترق آلاف الأقدام من الجليد الجبال.
يقول نوح فير ، عالم البيئة الميكروبية بجامعة كولورادو بولدر التي يدرس فريقه تربة التربة التي يدرسها التربة التي يدرسها فريق تربة التربة: "لقد اعتقد الناس دائمًا أن الميكروبات كانت هاردي ويمكن أن تعيش في أي مكان". بعد كل شيء ، تم العثور على الكائنات الحية ذات الخلية الواحدة التي تعيش في فتحات حرارية مائية مع درجات حرارة تتجاوز 200 درجة فهرنهايت ، في البحيرات التي تقل عن نصف ميل من الجليد في القارة القطبية الجنوبية ، وحتى 120،000 قدم فوق سروسيفير الأرض. ولكن بعد عام من العمل ، لم يعثر فيرير وطالب الدكتوراه نيكولاس دراجون على أي علامات على الحياة في التربة في القطب الجنوبي الذي جمعوه.
درس Firer و Dragone التربة من 11 مجموعة جبلية مختلفة ، تمثل مجموعة واسعة من الظروف. تلك التي تأتي من المناطق الجبلية السفلى والأقل البارد تحتوي على البكتيريا والفطريات. ولكن في بعض الجبال من أعلى نطاقات الجبال الأكثر جفافا والبرودة ، لا توجد علامات على الحياة.
قال فيرير: "لا يمكننا القول إنهم عقيمين". اعتاد علماء الأحياء الدقيقة على العثور على ملايين الخلايا في ملعقة صغيرة من التربة. لذلك ، قد يهرب عدد صغير جدًا (مثل 100 خلايا قابلة للحياة) من الكشف. "ولكن على حد علمنا ، فإنها لا تحتوي على أي كائنات حية."
سواء كانت بعض التربة خالية حقًا من الحياة أو تم اكتشافها لاحقًا أنها تحتوي على بعض الخلايا الباقية ، فإن النتائج الجديدة المنشورة مؤخرًا في مجلة JGR Biogeosciences يمكن أن تساعد في البحث عن الحياة على المريخ. يتم تجميد التربة في أنتاركتيكا بشكل دائم ، مليئة بالأملاح السامة ، ولم يكن لديها الكثير من المياه السائلة لمدة مليوني عام - على غرار تربة المريخ.
تم جمعها خلال رحلة ممولة من مؤسسة العلوم الوطنية في يناير 2018 إلى المناطق النائية من جبال Trosantarctic. يمرون عبر الجزء الداخلي من القارة ، وفصلوا الهضبة القطبية العالية في الشرق من الجليد المنخفض في الغرب. أقام العلماء معسكرًا على شاكلتون جليدي ، حزام ناقل من الجليد الذي يبلغ طوله 60 ميلًا يتدفق إلى الهوة في الجبال. استخدموا طائرات الهليكوبتر للسفر إلى ارتفاعات عالية وجمع العينات لأعلى ولأسفل الجليدية.
في الجبال المبللة الدافئة عند سفح الجليدية ، على بعد بضع مئات من الأقدام فوق مستوى سطح البحر ، اكتشفوا أن التربة كانت مأهولة بالحيوانات أصغر من بذور السمسم: الديدان المجهرية ، والتهزلة ذات الأرجل الثمانية ، والدوار ، والديدان الصغيرة. ودعا الربيع. الحشرات المجنحة. تحتوي هذه التربة الرملية العارية على أقل من ألف كمية البكتيريا الموجودة في العشب المُدرج جيدًا ، وهو ما يكفي لتوفير الطعام للعيوب الصغيرة المتربحة أسفل السطح.
لكن علامات الحياة هذه اختفت تدريجياً حيث قام الفريق بزيارة الجبال العليا في أعمق في الجبل الجليدي. في الجزء العلوي من الأنهار الجليدية ، زاروا جبلين - شرودر وجبل روبرتس - الذي يبلغ ارتفاعه أكثر من 7000 قدم.
تتذكر بايرون آدمز ، عالم الأحياء في جامعة بريغهام يونغ في بروفو بولاية يوتا ، الذي قاد المشروع ، أن الزيارات إلى شرودر ماونتن كانت وحشية. تقترب درجة الحرارة في يوم الصيف من 0 درجة فهرنهايت. تبخرت الرياح العواء ببطء الجليد والثلوج ، تاركًا الجبال عارية ، وهو تهديد مستمر لرفع ورمي مجارف الحديقة التي أحضروها لحفر الرمال. الأرض مغطاة بالصخور البركانية المحمر التي تآكلت على مدار مئات الملايين من السنين بالرياح والأمطار ، وتركها محفوظة ومصقول.
عندما رفع العلماء الصخرة ، اكتشفوا أن قاعدتها كانت مغطاة بقشرة من الأملاح البيضاء - بلورات سامة من البيركلورات والكلورات والنترات. توجد أيضًا الأملاح التي تسبب تفاعلًا تآكلًا تستخدم في وقود الصواريخ والتبييض الصناعي ، بوفرة على سطح المريخ. مع عدم وجود ماء يغسله ، يتراكم الملح على هذه الجبال الجافة في أنتاركتيكا.
"إنه مثل أخذ العينات على المريخ" ، قال آدمز. عندما تلتصق مجرفة ، "أنت تعرف أنك أول ما يزعج التربة إلى الأبد - ربما ملايين السنين".
اقترح الباحثون أنه حتى على هذه الارتفاعات العالية وفي أقسى الظروف ، فإنهم لا يزالون يجدون الكائنات الحية الدقيقة في التربة. لكن هذه التوقعات بدأت تتلاشى في أواخر عام 2018 ، عندما استخدم Dragon تقنية تسمى تفاعل سلسلة البوليميريز (PCR) للكشف عن الحمض النووي الميكروبي في الأوساخ. اختبر التنين 204 عينة من الجبال فوق وتحت الجليدية. عينات من الجبال السفلى ، أسفرت الجبال الباردة كميات كبيرة من الحمض النووي. لكن معظم العينات (20 ٪) من الارتفاعات العالية ، بما في ذلك معظمها من جبل شرودر وروبرتس ماسف ، لم يتم اختبارها لأي نتائج ، مما يشير إلى أنها تحتوي على عدد قليل جدًا من الكائنات الحية الدقيقة أو ربما لا شيء على الإطلاق.
قال فيريل: "عندما بدأ في إظهار بعض النتائج لأول مرة ، فكرت ،" شيء خاطئ ". لقد اعتقد أنه يجب أن يكون هناك خطأ في العينة أو معدات المختبر.
ثم أجرى Dragon سلسلة من التجارب الإضافية للبحث عن علامات الحياة. لقد تعامل مع التربة بالجلوكوز لمعرفة ما إذا كانت بعض الكائنات الحية في التربة قد حولتها إلى ثاني أكسيد الكربون. كان يحاول اكتشاف مادة كيميائية تسمى ATP ، والتي تستخدمها كل الحياة على الأرض لتخزين الطاقة. لعدة أشهر ، قام بزراعة قطع من التربة في مختلف مخاليط المغذيات ، في محاولة لإقناع الكائنات الحية الدقيقة الحالية بالنمو لتصبح مستعمرات.
"ألقى نيك بالوعة المطبخ في هذه العينات" ، قال فيريل. على الرغم من كل هذه الاختبارات ، لم يجد شيئًا في بعض التربة. "إنه لأمر مدهش حقًا."
يصف جاكلين جورديال ، عالم الأحياء الدقيقة البيئي بجامعة جيلف في كندا ، النتائج "المغرية" ، وخاصة جهود التنين لتحديد العوامل التي تؤثر على احتمال العثور على الكائنات الحية الدقيقة في موقع معين. وجد أن ارتفاعًا مرتفعًا وتركيزات الكلورات العالية كانت أقوى تنبؤات الفشل في اكتشاف الحياة. قال جوديير: "هذا اكتشاف مثير للاهتمام للغاية". "هذا يخبرنا كثيرًا عن حدود الحياة على الأرض."
إنها ليست مقتنعة تمامًا بأن ترابها لا حياة لها حقًا ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى تجاربها الخاصة في جزء آخر من القارة القطبية الجنوبية.
قبل عدة سنوات ، درست التربة من بيئة مماثلة في جبال Trosantarctic ، وهو مكان على بعد 500 ميل شمال غرب Shackleton Glacier يسمى University Valley والذي ربما لم يكن لديه درجات حرارة كبيرة من الرطوبة أو الذوبان لمدة 120،000 عام. عندما احتضنتها لمدة 20 شهرًا عند 23 درجة فهرنهايت ، وهي درجة حرارة صيفية نموذجية في الوادي ، لم تظهر التربة أي علامات على الحياة. ولكن عندما تسخن عينات التربة بضع درجات فوق التجمد ، أظهر بعضها نموًا بكتيريًا.
على سبيل المثال ، اكتشف العلماء أن الخلايا البكتيرية تبقى على قيد الحياة حتى بعد آلاف السنين في الأنهار الجليدية. عندما تصبح محاصرة ، يمكن أن يتباطأ استقلاب الخلية مليون مرة. يذهبون إلى حالة لم يعودوا ينموون فيها ، ولكن فقط إصلاح أضرار الحمض النووي الناتجة عن الأشعة الكونية التي تخترق الجليد. تكهن Goodyear بأن هؤلاء "الناجين البطيئين" قد يكونون هم الذين وجدوا في وادي الكلية - تشتبه في أنه إذا كان Dragone و Firer قد حللوا 10 مرات أكثر من التربة ، فقد وجدواهم في Roberts Massif أو Schroeder Mountain.
برنت كريستنر ، الذي يدرس الميكروبات في أنتاركتيكا في جامعة فلوريدا في غينزفيل ، يعتقد أن هذه التربة الجافة ، يمكن أن تساعد في تحسين الحياة على المريخ.
وأشار إلى أن المركبة الفضائية الفايكينج 1 و Viking 2 ، التي هبطت على المريخ في عام 1976 ، أجرت تجارب للكشف عن الحياة القائمة جزئياً على دراسات التربة المنخفضة بالقرب من ساحل أنتاركتيكا ، وهي منطقة تسمى الوديان الجافة. بعض هذه التربة تصبح رطبة من ميليت في الصيف. فهي لا تحتوي فقط على الكائنات الحية الدقيقة ، ولكن في بعض الأماكن أيضًا ديدان صغيرة وغيرها من الحيوانات.
في المقابل ، قد توفر التربة الجافة الجافة لجبل روبرتس وجبل شرودر أسبابًا أفضل للاختبار لأدوات المريخ.
قال كريستنر: "سطح المريخ سيء للغاية". "لا يمكن لأي كائن على الأرض البقاء على السطح" - على الأقل بوصة أو اثنين على الأقل. يجب أن تكون أي مركبة فضائية تذهب إلى هناك بحثًا عن الحياة على استعداد للعمل في بعض من أقسى الأماكن على وجه الأرض.
حقوق الطبع والنشر © 1996–2015 الجمعية الجغرافية الوطنية. حقوق الطبع والنشر © National Geographic Partners ، LLC ، 2015-2023. جميع الحقوق محفوظة.