Ang lupa ng mabatong tagaytay sa gitnang Antarctica ay hindi kailanman naglalaman ng mga mikroorganismo.
Sa unang pagkakataon, natuklasan ng mga siyentipiko na tila walang buhay sa lupa sa ibabaw ng Earth. Ang lupa ay nagmula sa dalawang windswept, mabatong tagaytay sa loob ng Antarctica, 300 milya mula sa South Pole, kung saan libu-libong talampakan ng yelo ang tumagos sa mga bundok.
"Ang mga tao ay palaging iniisip na ang mga mikrobyo ay matibay at maaaring mabuhay kahit saan," sabi ni Noah Firer, isang microbial ecologist sa University of Colorado Boulder na ang koponan ay nag-aaral ng lupa. Pagkatapos ng lahat, ang mga single-celled na organismo ay natagpuang naninirahan sa mga hydrothermal vent na may temperaturang lampas sa 200 degrees Fahrenheit, sa mga lawa sa ilalim ng kalahating milya ng yelo sa Antarctica, at kahit na 120,000 talampakan sa ibabaw ng stratosphere ng Earth. Ngunit pagkatapos ng isang taon ng trabaho, si Ferrer at ang kanyang doktor na mag-aaral na si Nicholas Dragon ay hindi pa rin nakakakita ng anumang mga palatandaan ng buhay sa Antarctic na lupa na kanilang nakolekta.
Pinag-aralan nina Firer at Dragone ang mga lupa mula sa 11 iba't ibang hanay ng bundok, na kumakatawan sa isang malawak na hanay ng mga kondisyon. Ang mga nagmumula sa mas mababa at hindi gaanong malamig na mga lugar ng bundok ay naglalaman ng bakterya at fungi. Ngunit sa ilang mga bundok ng dalawang pinakamataas, pinakatuyo at pinakamalamig na hanay ng bundok ay walang mga palatandaan ng buhay.
"Hindi namin masasabi na sila ay baog," sabi ni Ferrer. Ang mga microbiologist ay nakasanayan na sa paghahanap ng milyun-milyong selula sa isang kutsarita ng lupa. Samakatuwid, ang isang napakaliit na bilang (hal. 100 mabubuhay na mga cell) ay maaaring makatakas sa pagtuklas. "Ngunit sa pagkakaalam namin, wala silang anumang microorganism."
Kung ang ilang lupa ay tunay na walang buhay o natuklasan sa ibang pagkakataon na naglalaman ng ilang mga nabubuhay na selula, ang mga bagong natuklasan kamakailan na inilathala sa journal na JGR Biogeosciences ay maaaring makatulong sa paghahanap ng buhay sa Mars. Ang lupa sa Antarctic ay permanenteng nagyelo, puno ng mga nakakalason na asin, at walang gaanong likidong tubig sa loob ng dalawang milyong taon—katulad ng lupa sa Martian.
Nakolekta ang mga ito sa isang ekspedisyon na pinondohan ng National Science Foundation noong Enero 2018 sa mga malalayong lugar ng Transantarctic Mountains. Dumadaan sila sa loob ng kontinente, na naghihiwalay sa mataas na polar plateau sa silangan mula sa mababang yelo sa kanluran. Nagtayo ang mga siyentipiko ng kampo sa Shackleton Glacier, isang 60-milya na conveyor belt ng yelo na dumadaloy pababa sa bangin sa mga bundok. Gumamit sila ng mga helicopter upang lumipad sa matataas na lugar at mangolekta ng mga sample pataas at pababa ng glacier.
Sa mainit at basang mga bundok sa paanan ng isang glacier, ilang daang talampakan lamang sa ibabaw ng antas ng dagat, natuklasan nila na ang lupa ay pinaninirahan ng mga hayop na mas maliit kaysa sa linga: microscopic worm, eight-legged tardigrades, rotifers at maliliit na uod. tinatawag na springtails. Mga insektong may pakpak. Ang mga hubad at mabuhanging lupang ito ay naglalaman ng mas mababa sa isang ikalibo ng dami ng bakterya na matatagpuan sa isang well-manicured na damuhan, sapat na upang magbigay ng pagkain para sa mga maliliit na herbivore na nakatago sa ilalim ng ibabaw.
Ngunit ang mga palatandaan ng buhay na ito ay unti-unting nawala habang binisita ng team ang mas matataas na bundok na mas malalim sa glacier. Sa tuktok ng glacier, binisita nila ang dalawang bundok—Mount Schroeder at Mount Roberts—na mahigit 7,000 talampakan ang taas.
Ang mga pagbisita sa Schroeder Mountain ay malupit, ang paggunita ni Byron Adams, isang biologist sa Brigham Young University sa Provo, Utah, na nanguna sa proyekto. Ang temperatura sa araw ng tag-init na ito ay malapit sa 0°F. Dahan-dahang sumingaw ng hanging umaalulong ang yelo at niyebe, na iniwang hubad ang mga bundok, isang palaging banta sa pag-angat at paghahagis ng mga pala sa hardin na dinala nila upang hukayin ang buhangin. Ang lupain ay natatakpan ng mapula-pula na mga bato ng bulkan na nabura sa daan-daang milyong taon ng hangin at ulan, na nag-iiwan sa mga ito na pitted at pinakintab.
Nang iangat ng mga siyentipiko ang bato, natuklasan nila na ang base nito ay natatakpan ng isang crust ng mga puting asing-gamot—mga nakakalason na kristal ng perchlorate, chlorate, at nitrate. Ang mga perchlorates at chlorates, mga corrosive-reactive salt na ginagamit sa rocket fuel at industrial bleach, ay matatagpuan din sa kasaganaan sa ibabaw ng Mars. Nang walang tubig na mahugasan, ang asin ay naipon sa mga tuyong bundok na ito ng Antarctic.
"Ito ay tulad ng sampling sa Mars," sabi ni Adams. Kapag inilagay mo ang isang pala, "alam mong ikaw ang unang bagay na makakagambala sa lupa magpakailanman-marahil milyon-milyong taon."
Iminungkahi ng mga mananaliksik na kahit na sa gayong matataas na lugar at sa pinakamalupit na mga kondisyon, makakahanap pa rin sila ng mga nabubuhay na mikroorganismo sa lupa. Ngunit ang mga inaasahan na iyon ay nagsimulang maglaho noong huling bahagi ng 2018, nang gumamit si Dragon ng isang pamamaraan na tinatawag na polymerase chain reaction (PCR) upang makita ang microbial DNA sa dumi. Sinubukan ng Dragon ang 204 na sample mula sa mga bundok sa itaas at ibaba ng glacier. Ang mga sample mula sa mas mababa, mas malamig na mga bundok ay nagbunga ng malaking halaga ng DNA; ngunit karamihan sa mga sample (20%) mula sa matataas na lugar, kabilang ang karamihan mula sa Mount Schroeder at Roberts Massif, ay hindi nasubok para sa anumang mga resulta, na nagpapahiwatig na ang mga ito ay naglalaman ng napakakaunting microorganism o marahil ay wala sa lahat.
"Noong una siyang nagsimulang magpakita sa akin ng ilang mga resulta, naisip ko, 'May mali,'" sabi ni Ferrell. Naisip niya na baka may mali sa sample o sa lab equipment.
Pagkatapos ay nagsagawa ang Dragon ng isang serye ng karagdagang mga eksperimento upang maghanap ng mga palatandaan ng buhay. Ginamot niya ang lupa gamit ang glucose upang makita kung ang ilang mga organismo sa lupa ay nag-convert nito sa carbon dioxide. Sinusubukan niyang tumuklas ng isang kemikal na tinatawag na ATP, na ginagamit ng lahat ng buhay sa Earth upang mag-imbak ng enerhiya. Sa loob ng ilang buwan, nilinang niya ang mga piraso ng lupa sa iba't ibang pinaghalong nutrient, sinusubukang kumbinsihin ang mga umiiral na microorganism na lumaki sa mga kolonya.
"Inihagis ni Nick ang lababo sa kusina sa mga sample na ito," sabi ni Ferrell. Sa kabila ng lahat ng mga pagsubok na ito, wala pa rin siyang nahanap sa ilang lupa. “Nakakamangha talaga.”
Tinawag ni Jacqueline Gurdial, isang microbiologist sa kapaligiran sa Unibersidad ng Guelph sa Canada, ang mga resulta na "nakakaakit," lalo na ang mga pagsisikap ng Dragon na matukoy kung anong mga salik ang nakakaimpluwensya sa posibilidad na makahanap ng mga microorganism sa isang partikular na lokasyon. Nalaman niya na ang mataas na altitude at mataas na konsentrasyon ng chlorate ay ang pinakamalakas na predictors ng kabiguan upang makita ang buhay. "Ito ay isang napaka-kagiliw-giliw na pagtuklas," sabi ni Goodyear. "Marami itong sinasabi sa atin tungkol sa mga limitasyon ng buhay sa Earth."
Hindi siya lubos na kumbinsido na ang kanilang lupa ay tunay na walang buhay, na bahagyang dahil sa kanyang sariling mga karanasan sa ibang bahagi ng Antarctica.
Ilang taon na ang nakalilipas, nag-aral siya ng mga lupa mula sa isang katulad na kapaligiran sa Transantarctic Mountains, isang lugar na 500 milya hilagang-kanluran ng Shackleton Glacier na tinatawag na University Valley na maaaring walang makabuluhang moisture o natutunaw na temperatura sa loob ng 120,000 taon. Nang i-incubate niya ito sa loob ng 20 buwan sa 23°F, isang tipikal na temperatura ng tag-init sa lambak, ang lupa ay hindi nagpakita ng mga palatandaan ng buhay. Ngunit nang pinainit niya ang mga sample ng lupa ng ilang degree sa itaas ng pagyeyelo, ang ilan ay nagpakita ng paglaki ng bacterial.
Halimbawa, natuklasan ng mga siyentipiko na ang mga bacterial cell ay nananatiling buhay kahit na pagkatapos ng libu-libong taon sa mga glacier. Kapag sila ay nakulong, ang metabolismo ng selula ay maaaring bumagal ng isang milyong beses. Pumunta sila sa isang estado kung saan hindi na sila lumalaki, ngunit nag-aayos lamang ng pinsala sa DNA na dulot ng mga cosmic ray na tumagos sa yelo. Inaasahan ni Goodyear na ang mga "mabagal na nakaligtas" na ito ay maaaring ang mga natagpuan niya sa College Valley—naghihinala siya na kung sinuri ni Dragone at Firer ang 10 beses na mas maraming lupa, maaaring natagpuan nila ang mga ito sa Roberts Massif o Schroeder Mountain.
Si Brent Christner, na nag-aaral ng mga mikrobyo ng Antarctic sa Unibersidad ng Florida sa Gainesville, ay naniniwala na ang matataas na altitude, tuyong lupa na ito ay maaaring makatulong na mapabuti ang paghahanap ng buhay sa Mars.
Nabanggit niya na ang Viking 1 at Viking 2 spacecraft, na lumapag sa Mars noong 1976, ay nagsagawa ng mga eksperimento sa pagtuklas ng buhay batay sa bahagi sa mga pag-aaral ng mababang lupa malapit sa baybayin ng Antarctica, isang rehiyon na tinatawag na Dry Valleys. Ang ilan sa mga lupang ito ay nabasa mula sa natutunaw na tubig sa tag-araw. Naglalaman ang mga ito hindi lamang ng mga mikroorganismo, ngunit sa ilang mga lugar din ang maliliit na bulate at iba pang mga hayop.
Sa kabaligtaran, ang mas mataas, tuyong lupa ng Mount Roberts at Mount Schroeder ay maaaring magbigay ng mas magandang lugar ng pagsubok para sa mga instrumento ng Martian.
"Ang ibabaw ng Mars ay napakasama," sabi ni Christner. "Walang organismo sa Earth ang maaaring mabuhay sa ibabaw"—kahit sa itaas na pulgada o dalawa. Anumang spacecraft na pupunta doon sa paghahanap ng buhay ay dapat na handa upang gumana sa ilan sa mga pinakamalupit na lugar sa Earth.
Copyright © 1996–2015 National Geographic Society. Copyright © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Lahat ng karapatan ay nakalaan.