یافته جدید زیست‌شناسان: دوام زندگی روی مریخ بیش از حد تصور است

یافته جدید زیست‌شناسان: دوام زندگی روی مریخ بیش از حد تصور است

تا آنجا که می‌دانیم مریخ محیط دوستانه‌ای برای زندگی نیست. با این حال، دمای استوا در مریخ در یک نیمروز تابستانی می‌تواند به ۳۵ درجه‌ی سانتی‌گراد (۹۶ درجه‌ی فارنهایت ) برسد، میانگین دمای سطح مریخ ۶۳- درجه‌ی سانتی‌گراد (۸۲- درجه‌ی فارنهایت) است و  در زمستان در قطب‌ها ممکن است تا ۱۴۳- درجه‌ی سانتی‌گراد (۲۲۶- درجه‌ی فارنهایت) هم پایین برود.

فشار جوی مریخ تقریبا نصف یک درصد فشار زمین است و سطح آن در معرض تعشعشات زیادی قرار دارد. تا کنون، هیچ کس از بقای جانداران کوچک در این محیط وسیع اطمینان پیدا نکرده است. اما به‌لطف یک بررسی جدید توسط تیمی از محققان دانشگاه ایلاتی لومونوسوف مسکو (LMSU) می‌توان محدودیت‌های مربوط به شرایط بقای جانداران کوچک بر سطح مریخ را تعریف کرد. بنابراین این بررسی به مفاهیم قابل توجهی در رابطه با جست‌وجوی زندگی در جایی غیر از منظومه‌ی شمسی و حتی فراتر از آن اشاره خواهد داشت!

اخیرا این بررسی باعنوان «اجتماعات میکروبی تحت تأثیر گاما با قدرت ۱۰۰ کیلوگری در پوسته‌ی منجمد کهنه‌ی قطبی تحت شرایط شبیه‌سازی‌شده‌ی مریخ» در مجله‌ی علمی Extremophiles ارائه شده است. تیم پژوهشی، با سرپرستی  ولادیمیر اس کپستوف از LMSU شامل  اعضای آکادمی علوم سنت پترزبورگ روسیه، دانشگاه پلی تکنیک، مؤسسه‌ی کورچاتف و دانشگاه فدرال اورال بود.

برای این بررسی، تیم پژوهش به جای دما و فشار ، تشعشع  را به عنوان عامل کاهشی در نظر گرفتند. در نتیجه تست‌های انجام شده در اجتماعات میکروبی در پوسته‌ی شبیه‌سازی‌شده‌ی مریخ صورت گرفتند. پوسته‌ی شبیه‌سازی شده شامل سنگ‌های رسوبی بود که لایه‌ی منجمد مریخ را تشکیل می‌دادند و سپس در معرض فشار و دمای کم قرار گرفتند. به گفته‌ی ولادیمیر اس چپتسوف، دانشجوی کارشناسی ارشد، MSU لومونوسوف، بخش زیست خاک و دستیار مؤلف این مقاله، در نشست مطبوعاتی LMSU:

ما به مطالعه‌ی تأثیر مشترک تعدادی از عوامل فیزیکی (تشعشعات گاما، فشار کم، دمای کم) بر  اجتماعات میکروبی در پوسته‌ی کهنه‌‌ی قطبی این سیاره پرداختیم. همچنین به مطالعه‌ی یک جرم منحصر‌به فرد طبیعی  پرداختیم؛ پوسته‌ی قدیمی که به مدت دو میلیون سال ذوب نشده است.

در پوسته به اجرای یک آزمایش شبیه‌سازی پرداختیم که  شامل شرایط بقا در هوای سرد در پوسته‌ی مریخ است. همچنین به مطالعه‌ی اثر دُزهای بالای تشعشعات گاما (۱۰۰ کیلوگری) بر حیات جانوران سلولی پرداختیم در حالی که در بررسی‌های قبلی هیچ جانداری پس از ورود دزهای بیش از ۸۰ کیلوگری کشف نشد.

برای شبیه‌سازی شرایط مریخ، تیم پژوهشی از یک محفظه‌ی آب‌و‌هوایی ثابت استفاده کرد که فشار جوی و دمای کمی را حفظ می‌کند. سپس جانداران کوچک را در معرض سطوح مختلف تشعشعات گاما قرار دادند.

نتیجه‌ی یافته‌ها این بود که  اجتماعات میکروبی نشان‌دهنده‌ی مقاومت بالا نسبت به شرایط فشار و دما در یک محیط شبیه‌سازی‌شده در مریخ هستند. با این حال، پس از قرار دادن میکروب‌ها در معرض تشعشع، شاهد تفاوت‌های بسیاری بین یک نمونه‌ی تحت تشعشع و یک نمونه‌ی کنترلی بودند.

اما  تعداد کلی سلول‌های پروکاریوتیک و تعداد سلول‌های باکتریایی فعال با سطوح کنترلی، سازگار ماندند، تعداد باکتری‌های تحت تشعشع هم به اندازه‌ی دو مرتبه دامنه کاهش یافتند در حالی که تعداد سلول‌های فعال متابولیکی هم تا سه لایه کاهش یافت.  طبق مشاهدات تیم در  یک نمونه‌ی پوسته‌ی تحت تشعشع، تنوع زیستی بالایی از باکتری‌ها وجود دارد و این باکتری‌ها پس از تشعشع دستخوش یک تغییر ساختاری بزرگ شده‌اند.

برای مثال، جمعیت  آکتینوباکتری‌هایی مثل آتروباکتر‌ها (یک دسته‌ی مشترک که در خاک پیدا می‌شود) در نمونه‌های کنترلی وجود نداشت؛ اما در اجتماعات باکتریایی در معرض تشعشع، بیشتر خود را نشان داد.

این نتایج در کوتاه‌مدت نشان دادند که جانداران زنده و کوچک روی مریخ بیش از حد تصور دوام می‌آورند. آنها علاوه بر توانایی بقا در دما و فشار جوی پائین، می‌توانند از انواع تشعشعات متداول روی سطح مریخ جان سالم به در ببرند. به گفته‌ی چپتسوف:

نتایج این بررسی نشان‌دهنده‌ی احتمال بقای طولانی‌تر جانداران  در دمای پائین پوسته‌ی مریخ است. تراکم یونش تشعشع روی سطح مریخ  بین ۰.۰۷۶ تا ۰.۰۵ گری در سال است و  بر اساس عمق کاهش می‌یابد.

با درنظر گرفتم تراکم تشعشع روی پوسته‌ی مریخ، داده‌های به دست آمده این فرضیه را ممکن می‌سازند که اکوسیستم‌های فرضی مریخ را می‌توان در یک وضعیت محرک در لایه‌ی سطحی پوسته برای حداقل ۱.۳ میلیون سال (محافظت از اشعه‌های UV)، در عمق دو متری برای ۳.۳ میلیون سال و در عمق پنج متری برای حداقل ۲۰ میلیون سال حفظ کرد.

داده‌های به دست آمده را می‌توان برای ارزیابی احتمال کشف جانداران زنده‌ی کوچک روی اجرام دیگر منظومه‌ی شمسی و در بدنه‌های کوچک فضای خارجی اعمال کرد. این بررسی به دلایل مختلف قابل توجه است.

از سویی مؤلفان برای اولین بار توانستند ثابت کنند باکتری‌های پروکاریوت می‌توانند در تشعشع بیش از ۸۰ کیلوگری هم به حیات خود ادامه دهند؛ کاری که قبلا غیرممکن بود.

همچنین نشان دادند که جانداران کوچک با وجود شرایط شخص امروزه می‌توانند به زندگی خود در مریخ ادامه داده و روی پوسته و خاک آن زندگی کنند.

این بررسی همچنین اهمیت درنظر گرفتن عوامل کیهانی و فرازمینی را هنگام بررسی موقعیت و شرایط زندگی و حیات جانداران، نشان می‌دهد.

در نهایت، این بررسی کاری را انجام داده که هیچ کدام از بررسی‌های قبلی موفق به انجام آن نشدند که همان تعریف محدودیت‌های مقاومت تشعشع جانداران زنده روی مریخ است؛ به‌ویژه مقاومت در عمق‌های مختلف و روی سطح پوسته. این اطلاعات برای مأموریت‌های آینده‌ی مریخ و موقعیت‌های دیگر در منظومه‌ی شمسی بسیار ارزشمند خواهد بود و به ما کمک می‌کنند تا بدانیم در کجا به جست و جوی علائم حیات بپردازیم. و هنگام آماده‌سازی مأموریت‌ها به محققان اجازه می‌دهد از یک سری موارد اجتناب کنند و بنابراین از  آلوده‌سازی اکوسیستم‌های بومی پیشگیری می‌شود.