على مدى أجيال ، كان الكثيرون يحلمون باليوم الذي يمكن أن تطأ فيه قدمهم كوكب المريخ - ويعرف أيضًا باسم. كوكب 'الأرض التوأم'. وفي السنوات القليلة الماضية ، كشفت العديد من المركبات المدارية ومركبات الإنزال والمركبات الجوالة عن أدلة على وجود مياه سابقة على سطح المريخ ، ناهيك عن احتمال أن المياه لا تزال موجودة تحت الأرض . غذت هذه النتائج الرغبة في إرسال بعثات مأهولة إلى المريخ ، ناهيك عن مقترحات إنشاء مستعمرة هناك.
ومع ذلك ، قد يبدو هذا الحماس مضللاً بعض الشيء عندما تفكر في جميع التحديات التي تطرحها بيئة المريخ. بالإضافة إلى البرودة الشديدة والتعرض للكثير من الإشعاع ، فإن سطح المريخ اليوم جاف للغاية. وفقا ل دراسة جديدة بقيادة باحثين من مركز آميس للأبحاث التابع لوكالة ناسا ، فإن تربة المريخ أكثر جفافاً بنحو 1000 مرة من بعض المناطق الأكثر جفافاً على وجه الأرض.
الدراسة بعنوان 'القيود المفروضة على النشاط الأيضي للكائنات الدقيقة في تربة أتاكاما السطحية المستخلصة من المؤشرات الحيوية المقاومة للحرارة: الآثار المترتبة على استيطان المريخ واكتشاف العلامات الحيوية 'وظهر مؤخرًا في المجلةعلم الأحياء الفلكي.قاد الدراسة أعضاء من مركز أبحاث ناسا أميس وضم باحثون من معهد جورجيا للتكنولوجيا مركز كارل ساجان في معهد SETI ، ال مركز علم الأحياء الفلكي (INTA-CSIC) ومركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا و معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا .
صحراء أتاكاما في شمال تشيلي. الائتمان: ناسا / فرانك تافاريس
من أجل دراستهم ، سعى فريق البحث إلى تحديد ما إذا كانت الكائنات الحية الدقيقة يمكنها البقاء على قيد الحياة في ظل أنواع الظروف الموجودة على المريخ. للإجابة على هذا السؤال ، سافر الفريق إلى صحراء أتاكاما في تشيلي ، وهي عبارة عن شريط من الأرض بطول 1000 كيلومتر (620 ميل) على الساحل الغربي لأمريكا الجنوبية. مع متوسط هطول الأمطار من 1 إلى 3 ملم فقط (0.04 إلى 0.12 بوصة) في السنة ، تُعرف صحراء أتاكاما بأنها أكثر الأماكن غير القطبية جفافاً في العالم.
ومع ذلك ، فإن صحراء أتاكاما ليست جافة بشكل موحد ، وتعاني من مستويات مختلفة من هطول الأمطار حسب خط العرض. من الطرف الجنوبي إلى الطرف الشمالي ، يتحول هطول الأمطار السنوي من بضعة ملليمترات من المطر سنويًا إلى بضعة ملليمترات فقط من المطر لكل عقد. توفر هذه البيئة فرصة للبحث عن الحياة عند انخفاض مستويات هطول الأمطار ، مما يسمح للباحثين بوضع قيود على بقاء الكائنات الحية الدقيقة.
تقع في الطرف الشمالي من الصحراء (فيما يعرف بمنطقة أنتوفاجاستا) حيث تصبح الظروف شبيهة بالمريخ. هنا ، يبلغ متوسط هطول الأمطار السنوي 1 ملم فقط في السنة ، مما جعلها وجهة شهيرة للعلماء الذين يتطلعون إلى محاكاة بيئة المريخ. بالإضافة إلى معرفة ما إذا كانت الميكروبات يمكنها البقاء على قيد الحياة في هذه الظروف الجافة ، سعى الفريق أيضًا إلى تحديد ما إذا كانت قادرة على النمو والتكاثر.
كما أوضحت ماري بيث فيلهلم - عالمة الأحياء الفلكية في معهد جورجيا للتكنولوجيا ومركز أبحاث أميس التابع لناسا والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة - في وكالة ناسا الأخيرة خبر صحفى :
'على الأرض ، نجد دليلاً على وجود حياة جرثومية في كل مكان. ومع ذلك ، في البيئات القاسية ، من المهم معرفة ما إذا كان الميكروب نائمًا وبالكاد يعيش ، أو أنه على قيد الحياة وبصحة جيدة ... من خلال معرفة ما إذا كانت الميكروبات تبقى حية في المناطق شديدة الجفاف على الأرض وكيف ، نأمل أن نفهم بشكل أفضل ما إذا كان المريخ قد عاش يومًا ما الحياة الميكروبية وما إذا كان يمكنها البقاء على قيد الحياة حتى اليوم '.
يجمع الباحثون عينات من سطح صحراء أتاكاما في تشيلي ، من خلال ارتفاع بضعة سنتيمترات في الأرض. ائتمانات: مركز أبحاث ناسا أميس
بعد جمع عينات من التربة عبر صحراء أتاكاما وإعادتها إلى معملهم في أميس ، بدأ فريق البحث في إجراء اختبارات لمعرفة ما إذا كانت عينات الكائنات الحية الدقيقة الخاصة بهم أظهرت أي مؤشر على علامات الإجهاد. هذه هي الطريقة الرئيسية التي يمكن من خلالها إظهار الحياة في النمو ، حيث أن الكائنات الحية في حالة نائمة (أي التي تعيش للتو) لا تظهر أي علامات على علامات الإجهاد.
على وجه التحديد ، بحثوا عن التغيرات في البنية الدهنية للأغشية الخارجية للخلايا ، والتي عادة ما تصبح أكثر صلابة استجابة للإجهاد. ما وجدوه هو أنه في الأجزاء الأقل جفافاً من صحراء أتاكاما ، كانت علامة الإجهاد هذه موجودة ؛ ولكن الغريب أن هذه العلامات نفسها كانت مفقودة في أكثر مناطق الصحراء جفافاً حيث تكون الميكروبات أكثر توتراً.
بناءً على هذه النتائج وغيرها ، خلص الفريق إلى أن هناك خطًا انتقاليًا للكائنات الدقيقة في بيئات مثل صحراء أتاكاما. على جانب واحد من هذا الخط ، يكفي وجود كميات صغيرة من الماء حتى تظل الكائنات الحية قادرة على النمو. على الجانب الآخر ، البيئة جافة جدًا بحيث يمكن للكائنات الحية أن تعيش ولكنها لن تنمو وتتكاثر.
تمكن الفريق أيضًا من العثور على دليل على الميكروبات التي ماتت في عينات تربة أتاكاما لما لا يقل عن 10000 عام. كانوا قادرين على تحديد ذلك من خلال فحص الأحماض الأمينية للميكروبات ، وهي اللبنات الأساسية للبروتينات ، وفحص المعدل الذي تغير به بنيتها. كان هذا الاكتشاف مفاجئًا إلى حد ما ، نظرًا لأنه من النادر للغاية العثور على بقايا الحياة القديمة على سطح الأرض.
تصور فكرة هذا الفنان المركبة الجوالة المريخ 2020 التابعة لوكالة ناسا وهي تستكشف المريخ. الائتمان: ناسا
بالنظر إلى أن المريخ أكثر جفافاً 1000 مرة حتى من الأجزاء الأكثر جفافاً في أتاكاما ، فإن هذه النتائج لم تكن أخبارًا مشجعة لأولئك الذين يأملون في استمرار وجود الحياة الميكروبية هناك. ومع ذلك ، فإن حقيقة أنه تم العثور على بقايا الحياة الميكروبية السابقة في المناطق الأكثر جفافاً في صحراء تشيلي - والتي كانت موجودة عندما كانت الظروف أكثر رطوبة وتم الحفاظ عليها جيدًا - هي أخبار جيدة جدًا عندما يتعلق الأمر بالبحث عن الحياة الماضية على سطح المريخ. .
بشكل أساسي ، إذا كانت الحياة الميكروبية موجودة على كوكب المريخ عندما كان بيئة أكثر دفئًا ورطوبة ، فقد تظل آثار تلك الحياة القديمة موجودة. مثل فيلهلم شرح :
'قبل أن نذهب إلى المريخ ، يمكننا استخدام أتاكاما كمختبر طبيعي ، وبناءً على نتائجنا ، نعدل توقعاتنا لما قد نجده عندما نصل إلى هناك. قد تكون معرفة سطح المريخ اليوم جافًا جدًا لدرجة يصعب معها نمو الحياة ، لكن آثار الميكروبات يمكن أن تستمر لآلاف السنين تساعدنا في تصميم أدوات أفضل ليس فقط للبحث عن الحياة على سطح الكوكب وتحته ، ولكن أيضًا لمحاولة فتح أسرار ماضيها البعيد '.
في المستقبل ، مهمات مثل بعثة ناسامارس 2020سوف تسعى روفر لشراء عينات من تربة المريخ. إذا اقترحت ناسا ' رحلة إلى المريخ 'بحلول عام 2030 كما هو مخطط له ، يمكن بعد ذلك إعادة هذه العينات إلى الأرض لتحليلها. مع الحظ ، ستكشف عينات التربة هذه عن أدلة على الحياة الماضية وتثبت أن المريخ كان يومًا ما كوكبًا صالحًا للسكن!
قراءة متعمقة: ناسا