میکروب ها احتمالاً می توانند در مریخ زنده بمانند

مریخ سیاره‌ای سرد و کاملاً خشک است؛ اما شواهدی در سطح این سیاره وجود دارند که نشان می‌دهند سیاره سرخ میلیاردها سال پیش اقیانوسی بسیار بزرگ داشته است و رودخانه‌هایی روی سطح آن جاری بوده‌اند. ما در زمین آب را مایع حیات می‌دانیم و بر این باوریم که هر کجا آبی جاری باشد، مطمئناً حیات نیز وجود دارد؛ به همین دلیل دانشمندان نیز بر این باورند که میلیاردها سال پیش مریخ دارای محیطی مرطوب بوده و در این سیاره حیات وجود داشته است و حتی ممکن است هنوز هم وجود داشته باشد.

رِبکا میکول که یک اختر زیست‌شناس در دانشگاه آرکانزاس است در این خصوص می‌گوید:

شاید بتوان گفت که روی سیاره‌ی زمین در هر محیطی شما به‌راحتی می‌توانید گونه‌ای خاص از میکروارگانیسم‌ها بیابید؛ بنابراین ما نمی‌توانیم تصور کنیم که در دیگر سیاره‌ها چنین موجوداتی وجود نداشته باشند.

چندی پیش دانشمندان توانستند طی پژوهش‌های مختلف، در اتمسفر سیاره‌ی مریخ، گاز متان بیابند. متان به روش‌های مختلفی تولید می‌شود؛ به‌عنوان مثال به هنگام فعالیت‌های آتشفشانی شاهد تولید این گاز هستیم، اما فعالیت‌های غیر زنده، مقادیر اندکی از این گاز تولید می‌کنند. متان گازی بدون رنگ، بدون بو و قابل اشتعال است و بخش عظیمی از آن توسط موجودات زنده تولید می‌شود؛ به‌عنوان مثال در روده‌ی انسان‌ و دیگر حیوانات به هنگام هضم غذا شاهد تولید این گاز هستیم.

رِبکا میکول در مورد تولید متان این‌چنین می‌گوید:

یکی از هیجان‌انگیزترین لحظات زندگی من، زمانی بود که توانستیم گاز متان در اتمسفر مریخ کشف کنیم. روی زمین، بخش اعظمی از گاز متان توسط موجودات زنده‌ای که در گذشته می‌زیسته‌اند یا هم‌اکنون زندگی می‌کنند، تولید می‌شود. ما فکر می‌کنیم که گاز متان موجود در اتمسفر مریخ نیز با همین روش به وجود آمده است. البته برای تولید متان روی مریخ راه‌های دیگری نیز هستند، اما در حال حاضر ما تولید متان به‌وسیله‌ی موجودات زنده را مدنظر داریم.

روی زمین میکروب‌هایی زندگی می‌کنند که با نام «متانوژن» شناخته می‌شوند. متانوژن‌ها دائماً در حال تولید متان هستند و ما آن را با نام گاز طبیعی می‌شناسیم. متانوژن‌ها معمولاْ در مرداب‌ها و باتلاق‌ها زندگی می‌کنند؛ اما می‌توان آن‌ها را در سیستم گوارشی حیوانات علفخوار و لوله‌ی گوارشی موریانه‌ها نیز یافت. متانوژن‌ها از ساده‌ترین و باستانی‌ترین موجودات زنده‌ی روی زمین به شمار می‌روند. این میکروارگانیسم‌ها بی‌هوازی هستند؛ یعنی برای زنده ماندن و تولید متان نیازی به اکسیژن ندارند و در عوض برای تأمین انرژی لازم، به هیدروژن وابسته هستند و برای تولید مولکول‌های آلی از ‌دی‌اکسید کربن به‌عنوان منبعی برای کسب کربن لازم استفاده می‌کنند.

متانوژن‌ها به اکسیژن و فتوسنتز نیاز ندارند و این یعنی آن‌ها می‌توانند زیر سطح مریخ زندگی کنند. زندگی در زیر سطح مریخ آن‌ها را از تشعشعات شدید نور فرابنفش خورشید در امان نگه می‌دارد. به همین دلیل متانوژن‌ها نامزدهای مناسبی جهت زندگی در سیاره‌ی سرخ هستند.

در زیر سطح مریخ فشار جوی بسیار کم است و ممکن است برای پدید آمدن حیات خطرساز شود. فشار جوی مریخ ۰.۶ کیلوپاسکال اندازه‌گیری شده است و این در حالی است که فشار هوا در سطح دریا در سیاره‌ی زمین به ۱۰۱.۳ کیلوپاسکال می‌رسد؛ حتی در بام دنیا، یعنی قله اورست نیز شاهد فشار هوای ۳۳.۷ کیلوپاسکال هستیم. از آنجایی که فشار جوی مریخ پایین است، نمی‌تواند آب را به مدت زیادی نگه دارد و در چنین شرایطی آب به‌سرعت تبخیر می‌شود. برای آن‌که ببینیم آیا متانوژن‌ها می‌توانند در شرایط مریخ همچنان زنده بمانند یا خیر، دو راه بیشتر نداریم؛ یا باید یک حیوان علفخوار را به مریخ بفرستیم که عملاً غیرممکن است، یا این‌که مریخ را به زمین بیاوریم!

این درست همان کاری است که رِبکا میکول و یکی دیگر از همکارانش به نام تیموتی کرال انجام داده‌اند. این دو دانشمند روی ۴ نژاد مختلف از متانوژن‌ها آزمایش‌‌هایی را انجام دادند، این ۴ نژاد عبارت هستند از: Methanothermobacter wolfeii؛ Methanosarcina barkeri؛ Methanobacterium formicicum؛ Methanococcus maripaludis. پیش‌تر نیز در طول دوره‌ای که بیش از ۲۰ سال به طول انجامید، روی این ۴ نژاد آزمایش‌هایی صورت گرفت و بدین ترتیب داده‌های زیادی تولید شدند؛ اما آنچه در این آزمایش‌ها اهمیت بالایی داشت، نرخ بقای این موجودات در شرایطی شبیه به شرایط مریخ بود.

در طول آزمایش‌هایی که اخیراً انجام شده‌اند و حدود یک سال نیز به طول انجامیده‌اند، دانشمندان این میکروب‌ها را درون لوله‌های آزمایش پرورش دادند؛ اما این بار میکروب‌ها درون یک نوع مایع خاص پرورش یافتند و دانشمندان بر این باورند که این مایع خاص، مشابه آبی است که در سفره‌های آب زیرسطحی مریخ جریان دارد. دانشمندان این میکروب‌ها را به وسیله هیدروژن تغذیه کردند و سپس لوله‌های آزمایش را توسط پارچه‌های پنبه‌ای و خاک پوشاندند و شرایطی کاملاً مشابه مریخ ایجاد کردند و فشار درون لوله‌های آزمایش را نیز به‌شدت پایین آوردند.

رِبکا میکول می‌گوید:

اکسیژن بلافاصله این متانوژن‌ها را از بین می‌برد، بنابراین فراهم کردن محیطی بدون اکسیژن و کم‌فشار واقعاً دشوار است. ما مشکل تبخیر آب نیز داشتیم؛ زیرا آب در محیط کم‌فشار به‌سرعت تبخیر می‌شود و همین می‌تواند مدت‌زمان آزمایش را محدود کند.

با وجود این مشکلات، بالاخره دانشمندان توانستند لذت موفقیت را احساس کنند! آن‌ها در نهایت متوجه شدند که این متانوژن‌ها همگی در فشار پایین (شش‌هزارم فشار هوا در سطح زمین) و محیطی بدون اکسیژن، می‌توانند ۳ الی ۲۱ روز زنده بمانند. رِبکا میکول می‌گوید این آزمایش‌ها نشان دادند که فشار جوی کم، تأثیر چندانی در زنده ماندن برخی از نژادها ندارد.

این دانشمندان در جریان انجام آزمایش‌های یادشده، میزان متان تولیدشده توسط این متانوژن‌ها در شرایط ویژه را نیز اندازه گرفتند. آن‌ها می‌گویند باید این موضوع را نیز در نظر داشت که مریخ بسیار سرد است و دمای آن در سردترین شب‌ها به ۱۰۰- درجه‌ی سلسیوس می‌رسد و در گرم‌ترین ساعت روز دمای سطح مریخ تنها چند درجه بالای صفر است. با توجه به این موضوع دانشمندان آزمایش‌های لازم را در دمای چند درجه بالای صفر انجام دادند تا شرایطی مشابه مریخ فراهم کنند.

رِبکا میکول می‌گوید که این آزمایش‌ها ثابت نمی‌کنند که حتماً حیات در دیگر سیاره‌ها وجود دارد؛ اما قادرند نشان دهند که حیات می‌تواند شکل‌های مختلفی داشته باشد. وی در ادامه‌ی سخنانش می‌گوید:

روی زمین، حیات فراوان است و شما در هر محیطی می‌توانید گونه‌ای متفاوت از حیات بیابید. آزمایش‌هایی که ما انجام دادیم نشان دادند که ممکن است جایی در این جهان، روی یک سیاره، حیات به شکل میکروبی وجود داشته باشد و ما نباید حتماً به دنبال حیاتی مشابه حیات زمینی باشیم. ما در تلاش هستیم که همچنان روی این ایده کار کنیم.

نظر شما در مورد این آزمایش‌ها چیست؟ آیا متان موجود در اتمسفر مریخ توسط متانوژن‌ها تولید شده است؟