От 70-те години на миналия век, когато пътник сондата заснема изображения на ледената повърхност на Европа, учените подозират, че животът може да съществува във вътрешните океани на луни във външната Слънчева система. Оттогава се появиха други доказателства, които утвърждават тази теория, като се започне от ледените струи на Европа и Енцелад, вътрешните модели на хидротермална активност и дори новаторските открития на сложни органични молекули в струите на Енцелад.
Въпреки това, на някои места във външната Слънчева система условията са много студени и водата може да съществува само в течна форма поради наличието на токсични химикали против замръзване. Според ново проучване на международен екип от изследователи обаче е възможно бактериите да оцелеят в тези лъскави среди. Това е добра новина за онези, които се надяват да намерят доказателства за живота в екстремни среди на Слънчевата система.
Изследването, в което подробно се откриват техните открития, озаглавено „Подобрена микробна преживяемост в субсеровите саламури“, наскоро се появи в научното списание Астробиология. Изследването е проведено от Джейкъб Хайнц от Центъра за астрономия и астрофизика на Техническия университет в Берлин (TUB) и включва членове от университета Tufts, Imperial College London и Washington State University.
По принцип върху тела като Церера, Калисто, Тритон и Плутон - които са или далеч от Слънцето, или нямат вътрешни механизми за отопление - вътрешните океани се смята, че съществуват поради наличието на определени химикали и соли (като амоняк). Тези „антифризни“ съединения гарантират, че океаните им имат по-ниски точки на замръзване, но създават среда, която би била твърде студена и токсична за живота, както го познаваме.
За целите на своето проучване екипът се опита да установи дали микробите наистина могат да оцелеят в тези среди, като провеждат тестове с Planococcus halocryophilus, бактерия, открита в арктическия вечен мраз. След това подложиха тази бактерия на разтвори на натрий, магнезий и калциев хлорид, както и перхлорат, химично съединение, което беше намерено от кацателя на Феникс на Марс.
След това разтворите се подлагат на температури от + 25 ° C до -30 ° C чрез множество цикли на замразяване и размразяване. Те откриха, че степента на оцеляване на бактериите зависи от разтвора и температурите. Например, бактериите, суспендирани в проби, съдържащи хлорид (физиологичен разтвор), имат по-големи шансове за оцеляване в сравнение с тези в проби, съдържащи перхлорат, въпреки че степента на оцеляване се увеличава, колкото повече се понижават температурите.
Например екипът откри, че бактериите в разтвор на натриев хлорид (NaCl) умират в рамките на две седмици при стайна температура. Но когато температурите бяха понижени до 4 ° C (39 ° F), жизнеспособността започна да се увеличава и почти всички бактерии оцеляха от времето, достигнало температурата до -15 ° C (5 ° F). Междувременно бактериите в разтворите на магнезий и калциев хлорид имат висока степен на оцеляване при -30 ° C (-22 ° F).
Резултатите също варират за трите физиологични разтворители в зависимост от температурата. Бактериите в калциев хлорид (CaCl2) имат значително по-ниски проценти на преживяемост от тези в натриев хлорид (NaCl) и магнезиев хлорид (MgCl2) между 4 и 25 ° C (39 и 77 ° F), но по-ниските температури увеличават оцеляването и при трите. Степента на оцеляване в разтвора на перхлорат е далеч по-ниска, отколкото в други разтвори.
Това обаче обикновено се намира в разтвори, при които перхлоратът представлява 50% от масата на общия разтвор (който беше необходим, за да може водата да остане течна при по-ниски температури), които биха били значително токсични. При концентрации от 10% бактериите все още бяха в състояние да растат. Това е полу-добра новина за Марс, където почвата съдържа по-малко от един процент на тегло перхлорат.
Хайнц обаче посочи също, че концентрациите на сол в почвата са различни от тези в разтвор. Все пак това може да бъде добра новина, що се отнася до Марс, тъй като температурите и нивата на валежи там много приличат на части от Земята - пустинята Атакама и части от Антарктида. Фактът, че бактериите могат да оцелеят в такава среда на Земята, показва, че биха могли да оцелеят и на Марс.
Като цяло изследванията показват, че по-ниските температури повишават жизнеспособността на микробите, но това зависи от вида на микроба и състава на химическия разтвор. Както каза Хайнц за списание Astrobiology:
„[A] Всички реакции, включително тези, които убиват клетките, са по-бавни при по-ниски температури, но бактериалната жизнеспособност не се е увеличила много при по-ниски температури в разтвора на перхлорат, докато по-ниските температури в разтворите на калциев хлорид дават значително увеличение на жизнеспособността.
Екипът откри също, че бактериите се справят по-добре в солените разтвори, когато става дума за цикли на замразяване и размразяване. В крайна сметка резултатите показват, че оцеляемостта всичко се свежда до внимателен баланс. Докато по-ниските концентрации на химически соли означават, че бактериите могат да оцелеят и дори да растат, температурите, при които водата ще остане в течно състояние, ще бъдат понижени. Той също така посочи, че солените разтвори подобряват степента на оцеляване на бактериите, когато става дума за цикли на замразяване и размразяване.
Разбира се, екипът подчерта, че това, че бактериите могат да съществуват при определени условия, не означава, че те ще виреят там. Както Тереза Фишър, докторант в Училището за изследване на Земята и Космоса на Държавния университет в Аризона и съавтор на изследването, обясни:
„Оцеляването срещу растежа е наистина важно отличие, но животът все още успява да ни изненада. Някои бактерии могат не само да оцелеят при ниски температури, но и изискват от тях да се метаболизират и да процъфтяват. Трябва да се опитаме да бъдем безпристрастни да приемем необходимото за процъфтяване на организма, а не просто да оцелее. "
Като такъв Хайнц и неговите колеги в момента работят върху друго проучване, за да определят как различните концентрации на соли при различни температури влияят на размножаването на бактериите. Междувременно това проучване и други подобни са в състояние да дадат някаква уникална представа за възможностите за извънземен живот, като поставят ограничения върху видовете условия, в които те могат да оцелеят и да растат.
Тези проучвания също позволяват помощ, когато става въпрос за търсенето на извънземен живот, тъй като знанието къде може да съществува живот ни позволява да съсредоточим усилията си за търсене. В следващите години мисиите до Европа, Енцелад, Титан и други места в Слънчевата система ще търсят биосигнатури, които показват наличието на живот в или в тези тела. Знанието, че животът може да оцелее в студена, слаба среда, отваря допълнителни възможности.
