1970'lerden beri, gezgin sondalar Europa’nın buzlu yüzeyinin görüntülerini yakaladılar, bilim adamları dış Güneş Sistemi'ndeki ayların iç okyanuslarında yaşamın var olabileceğinden şüphelendiler. O zamandan beri, Europa ve Enceladus'taki buzlu tüylerden, hidrotermal aktivitenin iç modellerinden ve hatta Enceladus'un tüylerindeki karmaşık organik moleküllerin çığır açan keşfinden bu teoriyi destekleyen başka kanıtlar ortaya çıktı.
Bununla birlikte, Güneş Sisteminin dışındaki bazı yerlerde, koşullar çok soğuktur ve toksik antifriz kimyasallarının varlığı nedeniyle su sadece sıvı halde bulunabilir. Bununla birlikte, uluslararası bir araştırmacılar ekibi tarafından yapılan yeni bir araştırmaya göre, bakterilerin bu tuzlu ortamlarda hayatta kalabilmesi mümkündür. Bu, Güneş Sisteminin aşırı ortamlarında yaşam kanıtı bulmayı umanlar için iyi bir haber.
“Subzero Brines'te Geliştirilmiş Mikrobiyal Hayatta Kalma” başlıklı bulgularını detaylandıran çalışma, yakın zamanda bilimsel dergide yayınlandı Astrobiyoloji. Çalışma, Berlin Teknik Üniversitesi Astronomi ve Astrofizik Merkezi'nden Jacob Heinz tarafından gerçekleştirildi ve Tufts Üniversitesi, Londra İmparatorluk Koleji ve Washington Eyalet Üniversitesi'nden üyeleri içeriyordu.
Temel olarak, Güneş'ten uzak olan veya iç ısıtma mekanizmalarına sahip olmayan Ceres, Callisto, Triton ve Pluto gibi bedenlerde, belirli kimyasalların ve tuzların (amonyak gibi) varlığı nedeniyle iç okyanusların var olduğuna inanılmaktadır. Bu “antifriz” bileşikleri okyanuslarının daha düşük donma noktalarına sahip olmasını sağlar, ancak bildiğimiz kadarıyla yaşam için çok soğuk ve zehirli bir ortam yaratır.
Çalışmaları uğruna, ekip, bu ortamlarda mikropların gerçekten hayatta kalıp kalamayacağını belirlemeye çalıştı. Planococcus halocryophilus, Arktik permafrostunda bulunan bir bakteri. Daha sonra bu bakterileri, Mars'taki Phoenix lander tarafından bulunan kimyasal bir bileşik olan sodyum, magnezyum ve kalsiyum klorür çözeltilerine ve perklorata maruz bıraktılar.
Daha sonra çözeltileri, çoklu dondurma ve çözme döngüleri boyunca + 25 ° C ila -30 ° C arasındaki sıcaklıklara tabi tuttular. Buldukları şey, bakterilerin hayatta kalma oranlarının çözüme ve sıcaklıklara bağlı olduğuydu. Örneğin, klorür içeren (tuzlu su) numunelerde süspanse edilen bakterilerin perklorat içeren örneklerdekilere kıyasla daha iyi hayatta kalma şansları vardı - sağkalım oranları arttıkça sıcaklıklar düştükçe.
Örneğin, ekip bir sodyum klorür (NaCl) çözeltisindeki bakterilerin iki hafta içinde oda sıcaklığında öldüğünü keşfetti. Ancak sıcaklıklar 4 ° C'ye (39 ° F) düşürüldüğünde, hayatta kalma kabiliyeti artmaya başladı ve sıcaklıklar -15 ° C'ye (5 ° F) ulaştığında neredeyse tüm bakteriler hayatta kaldı. Bu arada, magnezyum ve kalsiyum-klorür çözeltilerindeki bakterilerin hayatta kalma oranları –30 ° C'de (-22 ° F) yüksekti.
Sonuçlar, sıcaklığa bağlı olarak üç tuzlu çözücü için de değişti. Kalsiyum klorür (CaCl2) içindeki bakterilerin, 4 ila 25 ° C (39 ve 77 ° F) arasında sodyum klorür (NaCl) ve magnezyum klorür (MgCl2 )dekinden önemli ölçüde daha düşük sağkalım oranları vardı, ancak daha düşük sıcaklıklar her üçünde de sağkalımı arttırdı. Perklorat çözeltisindeki hayatta kalma oranları diğer çözeltilerden çok daha düşüktü.
Bununla birlikte, bu genellikle perkloratın, toplam çözeltinin kütlesinin% 50'sini oluşturduğu (suyun daha düşük sıcaklıklarda sıvı olarak kalması için gerekli olan) olan ve önemli ölçüde toksik olan çözeltilerdi. % 10'luk konsantrasyonlarda bakteriler hala büyüyebiliyordu. Bu, toprağın ağırlıkça yüzde birden az perklorat içerdiği Mars için yarı iyi bir haber.
Bununla birlikte, Heinz ayrıca topraktaki tuz konsantrasyonlarının bir çözeltidekinden farklı olduğuna dikkat çekti. Yine de, Mars'ın söz konusu olduğu iyi bir haber olabilir, çünkü sıcaklıklar ve yağış seviyeleri Dünya'nın bazı bölümlerine çok benzer - Atacama Çölü ve Antarktika'nın bazı bölümleri. Bakterilerin Dünya'daki bu tür ortamlarda hayatta kalabilmeleri Mars'ta da hayatta kalabileceklerini gösterir.
Genel olarak, araştırma daha soğuk sıcaklıkların mikrobiyal hayatta kalma oranını arttırdığını gösterdi, ancak bu mikrop tipine ve kimyasal çözeltinin bileşimine bağlıdır. Heinz'in Astrobiyoloji Dergisi'ne söylediği gibi:
“[A] ll reaksiyonları, hücreleri öldürenler dahil, düşük sıcaklıklarda daha yavaştır, ancak perklorat çözeltisindeki düşük sıcaklıklarda bakteriyel hayatta kalma oranı çok artmazken, kalsiyum klorür çözeltilerindeki düşük sıcaklıklar hayatta kalmada belirgin bir artış sağlamıştır. ”
Ekip ayrıca, dondurma ve çözdürme döngüleri söz konusu olduğunda bakterilerin tuzlu çözeltilerde daha iyi performans gösterdiğini buldu. Sonuçta, sonuçlar hayatta kalabilmenin dikkatli bir dengeye indiğini göstermektedir. Kimyasal tuzların daha düşük konsantrasyonları bakterilerin hayatta kalabileceği ve hatta büyüyebileceği anlamına gelirken, suyun sıvı halde kalacağı sıcaklıklar azalacaktır. Ayrıca tuzlu çözeltilerin, dondurma ve çözülme döngüleri söz konusu olduğunda bakterilerin hayatta kalma oranlarını arttırdığını gösterdi.
Tabii ki, ekip, bakterilerin belirli koşullarda geçebilmesi, orada gelişecekleri anlamına gelmediğini vurguladı. Arizona State Üniversitesi Yer ve Uzay Araştırmaları Okulu'nda doktora öğrencisi olan ve araştırmanın ortak yazarı Theresa Fisher şöyle açıkladı:
“Büyümeye karşı hayatta kalmak gerçekten önemli bir ayrımdır, ancak hayat hala bizi şaşırtmayı başarıyor. Bazı bakteriler sadece düşük sıcaklıklarda hayatta kalmaz, aynı zamanda metabolize olmalarını ve gelişmelerini gerektirir. Bir organizmanın sadece hayatta kalmak için değil, gelişmesi için neyin gerekli olduğunu varsaymak konusunda tarafsız olmaya çalışmalıyız. ”
Bu nedenle, Heinz ve meslektaşları şu anda farklı sıcaklıklardaki farklı tuz konsantrasyonlarının bakteriyel yayılımı nasıl etkilediğini belirlemek için başka bir çalışma üzerinde çalışıyorlar. Bu arada, bu çalışma ve benzeri diğerleri, hayatta kalabilecekleri ve büyüyebilecekleri koşullar üzerinde kısıtlamalar koyarak dünya dışı yaşam olanaklarına benzersiz bir bakış açısı sağlayabilir.
Bu çalışmalar ayrıca dünya dışı yaşam arayışı söz konusu olduğunda yardıma izin verir, çünkü yaşamın nerede var olabileceğini bilmek arama çabalarımızı odaklamamıza izin verir. Önümüzdeki yıllarda Europa, Enceladus, Titan ve Güneş Sistemi'ndeki diğer yerlere yönelik görevler, bu bedenler içinde veya içinde yaşamın varlığını gösteren biyo-imzalar arayacak. Soğuk, tuzlu ortamlarda yaşamın hayatta kalabileceğini bilmek ek olasılıklar getirir.
