Od sedemdesiatych rokov, keď cestovateľ sondy zachytili snímky ľadového povrchu Európy, vedci mali podozrenie, že život môže existovať vo vnútorných oceánoch mesiacov vo vonkajšej slnečnej sústave. Odvtedy sa objavili ďalšie dôkazy, ktoré podporili túto teóriu, od ľadových oblakov na Európe a Enceladuse, interiérových modeloch hydrotermálnej aktivity a dokonca aj na priekopnícky objav zložitých organických molekúl v oblakoch Enceladusu.
Na niektorých miestach vonkajšej slnečnej sústavy sú však podmienky veľmi chladné a voda je schopná existovať iba v kvapalnej forme kvôli prítomnosti toxických nemrznúcich chemikálií. Podľa novej štúdie medzinárodného tímu vedcov je však možné, že baktérie prežijú v tomto oslnivom prostredí. Toto je dobrá správa pre tých, ktorí dúfajú, že nájdu dôkazy o živote v extrémnych prostrediach slnečnej sústavy.
Štúdia, ktorá podrobne popisuje ich zistenia s názvom „Vylepšená mikrobiálna prežitie v slaninách“, sa nedávno objavila vo vedeckých časopisoch Astrobiológia. Štúdiu vykonal Jacob Heinz z Centra astronómie a astrofyziky na Technickej univerzite v Berlíne (TUB) a zúčastnili sa jej členovia z Tufts University, Imperial College London a Washingtonskej štátnej univerzity.
V podstate na telách ako Ceres, Callisto, Triton a Pluto - ktoré sú buď ďaleko od Slnka alebo nemajú mechanizmy vnútorného ohrevu - sa predpokladá, že vnútorné oceány existujú kvôli prítomnosti určitých chemikálií a solí (ako je amoniak). Tieto „nemrznúce“ zlúčeniny zabezpečujú, že ich oceány majú nižšie teploty tuhnutia, ale vytvárajú prostredie, ktoré by bolo príliš chladné a toxické pre život, ako ho poznáme.
V záujme štúdie sa tím snažil zistiť, či mikróby skutočne môžu prežiť v týchto prostrediach vykonaním testov s Planococcus halocryophilus, baktérie nachádzajúce sa v arktickom permafroste. Tieto baktérie potom podrobili roztokom sodíka, horčíka a chloridu vápenatého, ako aj chloristanu, chemickej zlúčeniny, ktorú na Phoenixe objavil Phoenix na Marse.
Potom boli roztoky vystavené teplotám v rozmedzí od +25 ° C do -30 ° C počas viacerých cyklov zmrazenia a rozmrazenia. Zistili, že miera prežitia baktérií závisí od príslušného riešenia a teploty. Napríklad baktérie suspendované vo vzorkách obsahujúcich chlorid (fyziologický roztok) mali lepšie šance na prežitie v porovnaní s baktériami vo vzorkách obsahujúcich chloristan, aj keď miera prežitia sa zvýšila, čím viac sa teploty znižovali.
Tím napríklad zistil, že baktérie v roztoku chloridu sodného (NaCl) odumreli do dvoch týždňov pri izbovej teplote. Ale keď sa teploty znížili na 4 ° C, prežívanie sa začalo zvyšovať a takmer všetky baktérie prežili, keď teplota dosiahla -15 ° C. Medzitým mali baktérie v roztokoch horčíka a chloridu vápenatého vysokú mieru prežitia pri –30 ° C (-22 ° F).
Výsledky sa tiež menili pre tri slané rozpúšťadlá v závislosti od teploty. Baktérie v chloridu vápenatom (CaCl2) mali významne nižšie miery prežívania ako baktérie v chloridu sodnom (NaCl) a chlorid horečnatý (MgCl2) medzi 4 a 25 ° C (39 a 77 ° F), ale nižšie teploty zvýšili prežitie vo všetkých troch. Miera prežitia v roztoku chloristanu bola oveľa nižšia ako v iných roztokoch.
To sa však vo všeobecnosti týkalo roztokov, kde chloristan tvoril 50% hmotnosti celého roztoku (čo bolo nevyhnutné, aby voda zostala kvapalná pri nízkych teplotách), čo by bolo významne toxické. Pri koncentráciách 10% boli baktérie stále schopné rásť. Toto je čiastočne dobrá správa pre Mars, kde pôda obsahuje menej ako jedno hmotnostné percento chloristanu.
Heinz však zdôraznil aj to, že koncentrácie solí v pôde sú odlišné od koncentrácií v roztoku. Stále to môže byť dobrá správa, pokiaľ ide o Mars, pretože teploty a úrovne zrážok sú veľmi podobné častiam Zeme - púšte Atacama a častiam Antarktídy. Skutočnosť, že baktérie môžu prežiť také prostredie na Zemi, naznačuje, že by mohli prežiť aj na Marse.
Výskum všeobecne ukázal, že chladnejšie teploty zvyšujú mikrobiálnu prežitie, ale to závisí od typu mikróbov a zloženia chemického roztoku. Ako Heinz povedal časopisu Astrobiology:
„Reakcie [A] 11 vrátane tých, ktoré ničia bunky, sú pri nízkych teplotách pomalšie, ale bakteriálna prežitie sa príliš nezvýšilo pri nízkych teplotách v roztoku chloristanu, zatiaľ čo nižšie teploty v roztokoch chloridu vápenatého viedli k výraznému zvýšeniu prežitia. ““
Tím tiež zistil, že baktérie sa v solnejších roztokoch zlepšili, keď došlo k cyklom zmrazovania a rozmrazovania. Výsledky napokon naznačujú, že prežitie je v rovnováhe. Zatiaľ čo nižšie koncentrácie chemických solí znamenali, že baktérie mohli prežiť a dokonca rásť, znížili by sa teploty, pri ktorých by voda zostala v tekutom stave. Naznačuje tiež, že slané roztoky zlepšujú mieru prežitia baktérií, pokiaľ ide o cykly zmrazovania a rozmrazovania.
Tím samozrejme zdôraznil, že to, že baktérie môžu za určitých podmienok existovať, ešte neznamená, že tam budú prosperovať. Ako Theresa Fisherová, študentka doktorandského štúdia na Arizonskej štátnej univerzite v Zeme Zeme a vesmíru a spoluautorka štúdie, vysvetlila:
„Prežitie verzus rast je skutočne dôležitý rozdiel, ale život nás stále dokáže prekvapiť. Niektoré baktérie môžu prežiť nielen pri nízkych teplotách, ale aj od nich, aby sa metabolizovali a prosperovali. Mali by sme sa snažiť byť nestranní pri predpokladaní toho, čo je potrebné na to, aby sa organizmu darilo, nielen aby prežil. “
Preto Heinz a jeho kolegovia v súčasnosti pracujú na inej štúdii s cieľom určiť, ako rôzne koncentrácie solí pri rôznych teplotách ovplyvňujú množenie baktérií. Medzitým táto štúdia a ďalšie podobné štúdie dokážu poskytnúť určitý jedinečný pohľad na možnosti mimozemského života obmedzením podmienok, v ktorých môžu prežiť a rásť.
Tieto štúdie tiež umožňujú pomoc pri hľadaní mimozemského života, pretože vedieť, kde môže život existovať, nám umožňuje sústrediť naše úsilie v hľadaní. V najbližších rokoch budú misie do Európy, Enceladusu, Titanu a ďalších miest v slnečnej sústave hľadať biologické podpisy, ktoré naznačujú prítomnosť života na týchto telách alebo v nich. Vedieť, že život môže prežiť v chladnom a oslnivom prostredí, otvára ďalšie možnosti.
