מאדים הוא לא בדיוק מקום ידידותי לחיים כפי שאנו מכירים אותו. בעוד הטמפרטורות בקו המשווה יכולות להגיע לגובה של 35 מעלות צלזיוס בקיץ בשעות הצהריים, הטמפרטורה הממוצעת על פני השטח היא -63 מעלות צלזיוס, ויכולה להגיע עד נמוך -143 מעלות צלזיוס במהלך החורף באזורים הקוטביים. הלחץ האטמוספרי שלו הוא כמחצית האחוז מכדור הארץ, והמשטח חשוף לכמות ניכרת של קרינה.
עד כה איש לא היה בטוח אם מיקרואורגניזמים יכולים לשרוד בסביבה קיצונית זו. אך הודות למחקר חדש שנערך על ידי צוות חוקרים מאוניברסיטת לומונוסוב במוסקבה (LMSU), אנו עשויים כעת להציב אילוצים באילו סוגים של תנאים מיקרואורגניזמים יכולים לעמוד. לפיכך למחקר זה יכולות להיות השלכות משמעותיות על ציד החיים במקום אחר במערכת השמש, ואולי אפילו מעבר לכך!
המחקר, שכותרתו "100 קהילות מיקרוביאליות מושפעות על-ידי גמא בתוך החדר הקדום הארקטי הקדום בתנאים של מאדים מדומים", הופיע לאחרונה בכתב העת המדעי אקסטרמופילים. צוות המחקר, שהובל על ידי ולדימיר ס. צ'פצוב מ- LMSU, כלל חברים מהאקדמיה הרוסית למדעים, האוניברסיטה הפוליטכנית הממלכתית בסנט פטרסבורג, מכון קרצ'טוב ואוניברסיטת פדרל אוראל.
לצורך המחקר, צוות המחקר שיער כי תנאי טמפרטורה ולחץ אינם הגורמים המקלים, אלא קרינה. ככאלה, הם ביצעו בדיקות בהן הקרינה של קהילות חיידקים הכלולות ברגולית מאדים מדומה. הרגוליט המדמה כלל סלעי משקע שהכילו פרפרוסט, שהיו נתונים אז לתנאי טמפרטורה נמוכים ולחץ נמוך.
כפי שהסביר ולדימיר ס. צ'פצוב, סטודנט לתארים מתקדמים במחלקה לביולוגיה קרקע של לומונוסוב, וסופר משותף לעיתון, בהצהרת העיתונות של LMSU:
"חקרנו את ההשפעה המשותפת של מספר גורמים גופניים (קרינת גמא, לחץ נמוך, טמפרטורה נמוכה) על קהילות המיקרוביאליות בספקטרום ארקטי קדום. חקרנו גם חפץ ייחודי מעשה ידי הטבע - החדר הקדום העתיק שלא נמס במשך כשני מיליון שנה. על קצה המזלג, ערכנו ניסוי הדמיה שכיסה את תנאי השימור הקריו ברגולית המאדים. חשוב גם שבמאמר זה נחקר את ההשפעה של מינונים גבוהים (100 קג"ג) של קרינת גמא על חיוניות הפרוקריוטות, בעוד שבמחקרים קודמים לא נמצאו מעולם פרוקריוטות חיים לאחר מינונים הגבוהים מ -80 קג"ג. "
כדי לדמות את תנאי מאדים, הצוות השתמש בתא אקלים מקורי קבוע, ששמר על הטמפרטורה הנמוכה והלחץ האטמוספרי. לאחר מכן הם חשפו את המיקרואורגניזמים לרמות שונות של קרינת גמא. מה שהם מצאו הוא שקהילות החיידקים הראו עמידות גבוהה לתנאי הטמפרטורה והלחץ בסביבת המאדים המדומה.
עם זאת, לאחר שהחלו בהקרנת החיידקים, הם הבחינו במספר הבדלים בין המדגם המוקרן לבין מדגם הביקורת. בעוד שהספירה הכוללת של תאים פרוקריוטים ומספר התאים החיידקיים הפעילים במטבולית נותרה בקנה אחד עם רמות הביקורת, מספר החיידקים המוקרנים פחת בשני סדר גודל, בעוד שמספר התאים הפעילים המטבולית של ארכאאה גם כן פחת פי שלושה.
הצוות גם הבחין שבתוך הדגימה החשופה של הסרפרוסט, קיים מגוון ביולוגי גבוה של חיידקים, וחיידק זה עבר שינוי מבני משמעותי לאחר הקרינתו. לדוגמה, אוכלוסיות של אקטינובקטריה אוהבות ארתרובקטר- מין נפוץ שנמצא באדמה - לא היו נוכחים בדגימות הביקורת, אך הפכו להיות השלטת ביישובי החיידקים שנחשפו.
בקצרה, תוצאות אלה הצביעו על כך שמיקרואורגניזמים במאדים שורדים יותר ממה שחשבו בעבר. בנוסף ליכולת לשרוד את הטמפרטורות הקרות ולחץ האטמוספרי הנמוך, הם גם מסוגלים לשרוד את סוג תנאי הקרינה הנפוצים על פני השטח. כפי שהסביר צ'פצוב:
תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות לשימור קריו ממושך של מיקרואורגניזמים בר-קיימא בריגולית המאדים. עוצמת הקרינה המייננת על פני מאדים היא 0.05-0.076 ג'יגה לשנה ויורדת עם העומק. אם לוקחים בחשבון את עוצמת הקרינה בריגולית המאדים, הנתונים שהתקבלו מאפשרים להניח שמערכות אקולוגיות של מאדים היפותטיות יכולות להישמר במצב אנביוטי בשכבת השטח של רגולית (מוגנת מפני קרני UV) למשך 1.3 מיליון שנה לפחות, בעומק של שני מטרים ללא פחות מ- 3.3 מיליון שנה, ובעומק של חמישה מטרים לפחות 20 מיליון שנה. ניתן ליישם את הנתונים שהושגו כדי להעריך את האפשרות לאתר מיקרו-אורגניזמים בר-קיימא על עצמים אחרים של מערכת השמש ובתוך גופים קטנים בחלל החיצון. "
מחקר זה היה משמעותי מכמה סיבות. מצד אחד, המחברים הצליחו להוכיח לראשונה כי חיידקי פרוקריוט יכולים לשרוד קרינה אכן עולה על 80 קילוגרם - דבר שנחשב בעבר כבלתי אפשרי. הם גם הדגימו שלמרות תנאיו הקשים, מיקרואורגניזמים יכולים עדיין להיות בחיים על מאדים כיום, שנשמרו בחלחל ובאדמתה.
המחקר מדגים גם את החשיבות של התחשבות בגורמים חוץ-שטחיים וגם בקוסמים כאשר בוחנים היכן ובאילו תנאים אורגניזמים חיים יכולים לשרוד. אחרון חביב, מחקר זה לא עשה דבר שלא נערך במחקר קודם, המגדיר את גבולות העמידות בפני קרינה למיקרואורגניזמים במאדים - במיוחד בתוך רגולית ובעומקים שונים.
מידע זה יהיה לא יסולא בפז עבור משימות עתידיות למאדים ולמקומות אחרים במערכת השמש, ואולי אפילו עם חקר Exoplanets. הכרת סוג התנאים בהם החיים ישגשגו תעזור לנו לקבוע היכן לחפש סימנים לכך. וכשמכינים משימות למילים אחרות, זה גם יאפשר למדענים לדעת באילו מיקומים יש להימנע כך שניתן יהיה למנוע זיהום של מערכות אקולוגיות ילידיות.
