मध्य अंटार्क्टिकामधील खडकाळ कड्याच्या मातीत कधीही सूक्ष्मजीव आढळले नाहीत.
पहिल्यांदाच, शास्त्रज्ञांना असे आढळून आले आहे की पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील मातीमध्ये जीवन नसल्याचे दिसून येते. ही माती दक्षिण ध्रुवापासून ३०० मैल अंतरावर असलेल्या अंटार्क्टिकाच्या आतील भागात दोन वाऱ्याने वाहणाऱ्या, खडकाळ कड्यांमधून येते, जिथे हजारो फूट बर्फ पर्वतांमध्ये घुसतो.
"लोकांना नेहमीच असे वाटत आले आहे की सूक्ष्मजंतू हे कठोर असतात आणि ते कुठेही राहू शकतात," असे कोलोरॅडो बोल्डर विद्यापीठातील सूक्ष्मजीव पर्यावरणशास्त्रज्ञ नोआ फायर म्हणतात, ज्यांचे पथक मातीचा अभ्यास करते. शेवटी, एकपेशीय जीव २०० अंश फॅरेनहाइटपेक्षा जास्त तापमान असलेल्या जलथर्मल व्हेंट्समध्ये, अंटार्क्टिकामध्ये अर्धा मैल बर्फाखालील तलावांमध्ये आणि पृथ्वीच्या स्ट्रॅटोस्फियरपासून १,२०,००० फूट उंचीवर देखील आढळले आहेत. परंतु एक वर्ष काम केल्यानंतर, फेरर आणि त्यांचे डॉक्टरेट विद्यार्थी निकोलस ड्रॅगन यांना त्यांनी गोळा केलेल्या अंटार्क्टिक मातीत जीवनाचे कोणतेही चिन्ह सापडले नाही.
फायर आणि ड्रॅगोन यांनी ११ वेगवेगळ्या पर्वतरांगांमधील मातीचा अभ्यास केला, ज्यामध्ये विविध परिस्थितींचे प्रतिनिधित्व केले गेले. कमी आणि कमी थंड पर्वतीय भागातून येणाऱ्या मातीत बॅक्टेरिया आणि बुरशी असतात. परंतु दोन सर्वात उंच, सर्वात कोरड्या आणि सर्वात थंड पर्वतरांगांमधील काही पर्वतांमध्ये जीवनाचे कोणतेही चिन्ह नाहीत.
"आपण ते निर्जंतुक असल्याचे म्हणू शकत नाही," फेरर म्हणाले. सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञांना एका चमचे मातीमध्ये लाखो पेशी शोधण्याची सवय आहे. म्हणून, खूप कमी संख्या (उदा. १०० व्यवहार्य पेशी) शोधण्यापासून वाचू शकतात. "पण आपल्या माहितीनुसार, त्यामध्ये कोणतेही सूक्ष्मजीव नसतात."
काही माती खरोखरच जीवनरहित आहे किंवा नंतर त्यात काही जिवंत पेशी असल्याचे आढळून आले आहे, नुकतेच JGR बायोजिओसायन्सेस जर्नलमध्ये प्रकाशित झालेले नवीन निष्कर्ष मंगळावरील जीवनाच्या शोधात मदत करू शकतात. अंटार्क्टिकाची माती कायमची गोठलेली आहे, विषारी क्षारांनी भरलेली आहे आणि वीस लाख वर्षांपासून त्यात जास्त द्रवरूप पाणी नाही - मंगळाच्या मातीसारखे.
जानेवारी २०१८ मध्ये नॅशनल सायन्स फाउंडेशनच्या निधीतून ट्रान्सअंटार्क्टिक पर्वतांच्या दुर्गम भागात केलेल्या मोहिमेदरम्यान ते गोळा करण्यात आले. ते खंडाच्या आतील भागातून जातात, पूर्वेकडील उच्च ध्रुवीय पठाराला पश्चिमेकडील सखल बर्फापासून वेगळे करतात. शास्त्रज्ञांनी शॅकलटन ग्लेशियरवर तळ ठोकला, जो पर्वतांमधील एका दरीतून वाहणारा ६० मैलांचा बर्फाचा कन्व्हेयर बेल्ट आहे. त्यांनी उंचावर उड्डाण करण्यासाठी आणि हिमनदीच्या वर आणि खाली नमुने गोळा करण्यासाठी हेलिकॉप्टरचा वापर केला.
समुद्रसपाटीपासून काहीशे फूट उंचीवर असलेल्या हिमनदीच्या पायथ्याशी असलेल्या उबदार, ओल्या पर्वतांमध्ये, त्यांना आढळले की मातीमध्ये तीळापेक्षा लहान प्राण्यांचे वास्तव्य आहे: सूक्ष्म किडे, आठ पायांचे टार्डिग्रेड, रोटिफर्स आणि स्प्रिंगटेल्स नावाचे लहान किडे. पंख असलेले कीटक. या उघड्या, वाळूच्या मातीत चांगल्या प्रकारे हाताळलेल्या लॉनमध्ये आढळणाऱ्या बॅक्टेरियाच्या एक हजारव्या भागापेक्षा कमी प्रमाणात जीवाणू असतात, जे पृष्ठभागाखाली लपलेल्या लहान शाकाहारी प्राण्यांना अन्न पुरवण्यासाठी पुरेसे असतात.
परंतु टीमने हिमनदीच्या खोलवर असलेल्या उंच पर्वतांना भेट दिली तेव्हा जीवनाच्या या खुणा हळूहळू नाहीशा झाल्या. हिमनदीच्या वरच्या बाजूला, त्यांनी ७,००० फूटांपेक्षा जास्त उंची असलेल्या माउंट श्रोडर आणि माउंट रॉबर्ट्स या दोन पर्वतांना भेट दिली.
श्रोडर माउंटनला भेट देणे क्रूर होते, असे या प्रकल्पाचे नेतृत्व करणारे उटाहमधील प्रोव्हो येथील ब्रिघम यंग युनिव्हर्सिटीचे जीवशास्त्रज्ञ बायरन अॅडम्स आठवतात. या उन्हाळ्याच्या दिवशी तापमान ०°F च्या जवळपास आहे. वाहत्या वाऱ्यामुळे बर्फ आणि बर्फ हळूहळू बाष्पीभवन होत होते, ज्यामुळे पर्वत उघडे पडत होते, वाळू उपसण्यासाठी आणलेल्या बागेच्या फावड्या उचलणे आणि फेकणे हा सतत धोका होता. ही जमीन लालसर ज्वालामुखीच्या खडकांनी व्यापलेली आहे जी लाखो वर्षांपासून वारा आणि पावसाने धूपलेली आहे, ज्यामुळे त्यांना खड्डे आणि पॉलिश केले गेले आहेत.
जेव्हा शास्त्रज्ञांनी तो खडक उचलला तेव्हा त्यांना आढळले की त्याचा तळ पांढऱ्या क्षारांच्या कवचाने झाकलेला आहे - पर्क्लोरेट, क्लोरेट आणि नायट्रेटचे विषारी स्फटिक. पर्क्लोरेट्स आणि क्लोरेट्स, रॉकेट इंधन आणि औद्योगिक ब्लीचमध्ये वापरले जाणारे संक्षारक-प्रतिक्रियाशील क्षार, मंगळाच्या पृष्ठभागावर मुबलक प्रमाणात आढळतात. धुण्यासाठी पाणी नसल्याने, या कोरड्या अंटार्क्टिक पर्वतांवर मीठ साचते.
"हे मंगळावर नमुने घेण्यासारखे आहे," अॅडम्स म्हणाले. जेव्हा तुम्ही फावडे आत टाकता तेव्हा, "तुम्हाला माहित असते की तुम्ही कायमचे मातीला त्रास देणारे पहिले आहात - कदाचित लाखो वर्षे."
संशोधकांनी असे सुचवले की इतक्या उंचीवर आणि सर्वात कठीण परिस्थितीतही त्यांना मातीत जिवंत सूक्ष्मजीव सापडतील. परंतु २०१८ च्या अखेरीस जेव्हा ड्रॅगनने मातीमध्ये सूक्ष्मजीव डीएनए शोधण्यासाठी पॉलिमरेज चेन रिअॅक्शन (पीसीआर) नावाच्या तंत्राचा वापर केला तेव्हा त्या अपेक्षा धूसर होऊ लागल्या. ड्रॅगनने हिमनदीच्या वर आणि खाली असलेल्या पर्वतांमधून २०४ नमुन्यांची चाचणी केली. खालच्या, थंड पर्वतांमधून घेतलेल्या नमुन्यांमध्ये मोठ्या प्रमाणात डीएनए मिळाला; परंतु माउंट श्रोडर आणि रॉबर्ट्स मॅसिफमधील बहुतेक नमुन्यांसह, उंचावरील बहुतेक नमुन्यांची (२०%) चाचणी घेण्यात आली नाही, ज्यामुळे असे दिसून येते की त्यामध्ये खूप कमी सूक्ष्मजीव आहेत किंवा कदाचित अजिबात नाहीत.
"जेव्हा त्याने मला पहिल्यांदा काही निकाल दाखवायला सुरुवात केली तेव्हा मला वाटले, 'काहीतरी गडबड आहे,'" फेरेल म्हणाला. त्याला वाटले की नमुन्यात किंवा प्रयोगशाळेतील उपकरणांमध्ये काहीतरी गडबड असावी.
त्यानंतर ड्रॅगनने जीवनाच्या चिन्हे शोधण्यासाठी अतिरिक्त प्रयोगांची मालिका केली. मातीतील काही जीवजंतू कार्बन डायऑक्साइडमध्ये रूपांतरित करतात का हे पाहण्यासाठी त्याने मातीवर ग्लुकोज प्रक्रिया केली. तो एटीपी नावाचा एक रसायन शोधण्याचा प्रयत्न करत होता, ज्याचा वापर पृथ्वीवरील सर्व जीव ऊर्जा साठवण्यासाठी करतात. अनेक महिने, त्याने मातीचे तुकडे विविध पोषक मिश्रणांमध्ये मशागत केले, विद्यमान सूक्ष्मजीवांना वसाहतींमध्ये वाढण्यास पटवून देण्याचा प्रयत्न केला.
"निकने या नमुन्यांवर स्वयंपाकघरातील सिंक फेकला," फेरेल म्हणाला. या सर्व चाचण्या असूनही, त्याला काही मातीत काहीही आढळले नाही. "हे खरोखर आश्चर्यकारक आहे."
कॅनडातील ग्वेल्फ विद्यापीठातील पर्यावरणीय सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञ जॅकलिन गुर्डियल या निकालांना "मोहक" म्हणतात, विशेषतः दिलेल्या ठिकाणी सूक्ष्मजीव शोधण्याच्या शक्यतेवर कोणते घटक प्रभाव पाडतात हे ठरवण्यासाठी ड्रॅगनच्या प्रयत्नांना. त्यांना आढळले की उच्च उंची आणि उच्च क्लोरेट सांद्रता हे जीवन शोधण्यात अपयशाचे सर्वात मजबूत भाकीत करणारे घटक आहेत. "हा एक अतिशय मनोरंजक शोध आहे," गुडइयर म्हणाले. "हे आपल्याला पृथ्वीवरील जीवनाच्या मर्यादांबद्दल बरेच काही सांगते."
तिला पूर्णपणे खात्री नाही की त्यांची माती खरोखरच निर्जीव आहे, अंशतः अंटार्क्टिकाच्या दुसऱ्या भागात तिच्या स्वतःच्या अनुभवांमुळे.
काही वर्षांपूर्वी, तिने शॅकलटन ग्लेशियरच्या वायव्येस ५०० मैल अंतरावर असलेल्या ट्रान्सअंटार्क्टिक पर्वतांमधील अशाच वातावरणातील मातीचा अभ्यास केला, ज्याला युनिव्हर्सिटी व्हॅली म्हणतात, जिथे १,२०,००० वर्षांपासून लक्षणीय ओलावा किंवा वितळण्याचे तापमान नव्हते. जेव्हा तिने २० महिने २३°F वर, दरीतील सामान्य उन्हाळी तापमानावर माती उबवली, तेव्हा मातीमध्ये जीवनाचे कोणतेही चिन्ह दिसले नाही. परंतु जेव्हा तिने मातीचे नमुने गोठवण्यापेक्षा काही अंश जास्त गरम केले तेव्हा काहींमध्ये बॅक्टेरियाची वाढ दिसून आली.
उदाहरणार्थ, शास्त्रज्ञांनी शोधून काढले आहे की हजारो वर्षांनंतरही हिमनद्यांमध्ये जीवाणू पेशी जिवंत राहतात. जेव्हा ते अडकतात तेव्हा पेशींचे चयापचय दहा लाख वेळा मंदावू शकते. ते अशा स्थितीत जातात जिथे ते वाढू शकत नाहीत, परंतु केवळ बर्फात प्रवेश करणाऱ्या वैश्विक किरणांमुळे होणारे डीएनए नुकसान दुरुस्त करतात. गुडइयरचा अंदाज आहे की हे "मंद वाचलेले" कदाचित तिला कॉलेज व्हॅलीमध्ये सापडलेले असतील - तिला असा संशय आहे की जर ड्रॅगोन आणि फायरने १० पट जास्त मातीचे विश्लेषण केले असते तर त्यांना ते रॉबर्ट्स मॅसिफ किंवा श्रोडर माउंटनमध्ये सापडले असते.
गेनिसविले येथील फ्लोरिडा विद्यापीठात अंटार्क्टिक सूक्ष्मजीवांचा अभ्यास करणारे ब्रेंट क्रिस्टनर यांचा असा विश्वास आहे की या उंचावरील, कोरड्या मातीमुळे मंगळावरील जीवनाचा शोध सुधारण्यास मदत होऊ शकते.
त्यांनी नमूद केले की १९७६ मध्ये मंगळावर उतरलेल्या वायकिंग १ आणि वायकिंग २ या अंतराळयानांनी अंटार्क्टिकाच्या किनाऱ्याजवळील सखल जमिनीच्या अभ्यासावर आधारित जीवन-शोध प्रयोग केले, ज्याला कोरड्या खोऱ्या म्हणतात. यापैकी काही माती उन्हाळ्यात वितळलेल्या पाण्यामुळे ओल्या होतात. त्यामध्ये केवळ सूक्ष्मजीवच नाहीत तर काही ठिकाणी लहान किडे आणि इतर प्राणी देखील असतात.
याउलट, माउंट रॉबर्ट्स आणि माउंट श्रोडरच्या उंच, कोरड्या मातीमुळे मंगळावरील उपकरणांसाठी चांगले चाचणीचे मैदान मिळू शकते.
"मंगळाचा पृष्ठभाग खूपच वाईट आहे," क्रिस्टनर म्हणाले. "पृथ्वीवरील कोणताही जीव पृष्ठभागावर टिकू शकत नाही" - किमान वरचा एक-दोन इंच तरी. जीवनाच्या शोधात तिथे जाणारे कोणतेही अंतराळयान पृथ्वीवरील काही सर्वात कठीण ठिकाणी काम करण्यासाठी तयार असले पाहिजे.
कॉपीराइट © १९९६–२०१५ नॅशनल जिओग्राफिक सोसायटी. कॉपीराइट © नॅशनल जिओग्राफिक पार्टनर्स, एलएलसी, २०१५-२०२३. सर्व हक्क राखीव.