کشف یک باکتری امید به حیات را در مریخ زنده کرد

پیش از این تصور می‌شد که حوزه‌های بسیار خشک کویر آتاکاما، فاقد حیات حتی حیات میکروبی است، اما اکنون شکوفه‌های باکتری خاصی را پس از بارندگی نشان می‌دهد و این امیدواری را در دانشمندان به وجود آورده است که کلونی‌های پنهان مشابه در سیاره سرخ نیز وجود داشته باشند.

بیابان آتاکاما یکی از خشک‌ترین بیابان‌های دنیا در آمریکای جنوبی است. این بیابان که بیشتر پوشیده از شن‌زار و نمک‌زار است، از سمت رشته کوه‌های آند به طرف اقیانوس آرام امتداد دارد.

میانگین عرض این بیابان از شرق به غرب 160 کیلومتر و طول آن از مرز پرو در جنوب به سمت بولیوی 1000 کیلومتر است. این بیابان بین سه کشور شیلی، پرو و بولیوی قرار داشته و وسعت آن معادل دو سوم خاک کشور ایتالیا است.

بیابان آتاکاما خشک‌ترین مکان بر روی زمین می‌باشد. دلیل این خشکی هم محصور بودن آن از دو طرف به‌وسیله کوه‌های آند و ارتفاعات ساحلی اقیانوس آرام است. فشار بالای اتمسفر بر روی کوه‌های آند باعث خشکی هوا شده و به دنبال آن هوای سرد که در طبقات بالایی جو فشرده می‌شود، به سمت پایین زمین و بیابان آتاکاما حرکت می‌نماید. این هوای خشک که هیچ بخار آبی به همراه ندارد، به آسانی توسط خورشید گرم شده و باعث افزایش دمای سطح زمین می‌گردد.

همچنین ارتفاعات آند نیز مانع از رسیدن ابرهای باران‌زا از سمت شرق شده و مانند دیوار، بیابان را از منطقه بارانی و جنگلی آمازون جدا می‌کنند.

میانگین بارندگی در منطقه‌ای از این بیابان موسوم به "آنتوفاگاستا" در شیلی فقط 3 میلی‌متر در سال است. البته این مقدار هم پس از یک دوره ۴۰ ساله عدم بارندگی در این منطقه رخ داد.

در سال 2003 یک تیم از محققان آمریکایی گزارشی را منتشر کردند که براساس آن خاک بیابان آتاکاما شبیه به خاک مریخ است. آن‌ها از روش‌های مورد استفاده در مریخ‌نوردهای وایکینگ برای آزمایش خاک‌های بیابان آتاکاما جهت آشکارسازی حیات بهره بردند. گزارش این تیم حاکی است که هر 10 سال یک‌بار آن‌هم به صورت ناچیز در این بیابان باران می‌بارد.

آتاکاما به دلیل وجود مواد معدنی غنی در خاک خود دارای اهمیت است. اکنون این بیابان دارای یکی از بزرگ‌ترین منابع نیترات سدیم در جهان است که مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد.

در آتاکاما منطقه‌ای به نام گورستان نهنگ‌ها وجود دارد که در آن بقایای اسکلت صدها نهنگ انباشته شده است. قدمت برخی از این فسیل‌ها به 5 میلیون سال پیش بازمی‌گردد. علت مرگ همه این نهنگ‌ها مسمومیت بر اثر خوردن نوعی جلبک دریایی عنوان شده است.

آتاکاما همچنین مورد توجه توریست‌ها است، زیرا وضعیت زمین‌های خالی از حیات آنجا برایشان جذاب است.

بیایان آتاکاما شبیه‌ترین جا به مریخ است که می‌توان در زمین پیدا کرد. این کویر دارای مناطقی است که امکان میزبانی از حیات، حتی باکتری‌ها را ندارند.

وجود یک کویر 10 میلیون ساله در آب و هوای مدیترانه‌ای شگفت انگیز است و آب کافی برای زنده ماندن موجود زنده وجود ندارد. بدتر اینکه دمای خنک‌تر به این معناست که انرژی کمتری برای رشد و تکثیر وجود دارد.

به گفته "شولز-ماکوچ"، زمانی که مطالعه واشنگتن در سال 2015 آغاز شد، عدم وجود حیات حتمی به نظر می‌رسید. اگرچه برخی از میکروب‌ها و علامت‌های DNA در آتاکاما یافت می‌شد، اما همه بقایایی بودند که به اندازه کافی نتوانسته بودند دوام بیاورند.

تغییر زمانی رخ داد که اولین بارندگی در دهه‌های گذشته به وقوع پیوست که باعث فعال‌سازی کلونی‌هایی شد که مدت‌ها بود زیر زمین دفن شده بودند و حالا فرصت عرض اندام پیدا کردند.

هنگامی که گروه محققان در سال 2016 و 2017 به این منطقه بازگشت، دریافتند که کلونی‌ها به تدریج پس از خشک شدن خاک دوباره پنهان شده‌اند. با این وجود، با استفاده از قاشق‌های استریل شده و ابزارهای ویژه، آنها قادر بودند نمونه‌های غیرعفونی را بیابند و با تجزیه و تحلیل ژنوم، چندین گونه بومی از زندگی میکروبی را شناسایی کنند.

"شولز-ماکوچ" می‌گوید: محققان در گذشته، موجودات مرده و بقایای DNA آنها را در نزدیکی سطح پیدا کرده‌اند، اما این اولین بار است که هر کسی قادر به شناسایی یک شکل پایدار حیات در خاک بیابان آتاکاما است. ما معتقدیم که این جوامع میکروبی می‌توانند برای صدها یا حتی هزاران سال در شرایط بسیار شبیه به آنچه در سیاره‌ای مانند مریخ یافت می‌شود، پنهان بمانند و پس از باران به زندگی بازگردند.

وی افزود: شرایط مریخ قابل توجه است. اگرچه محیط مریخ امروز از حیات پشتیبانی نمی‌کند، اما میلیاردها سال پیش با وجود دریاهای کم‌عمق، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها محیط بسیار متفاوتی بوده است که می‌توانسته میزبان زندگی بسیار ساده‌ای باشد.

ممکن است به دلیل اینکه به مرور زمان سیاره سردتر و خشکتر شده، برخی از شکل‌های حیات بتوانند با نهفتگی درازمدت سازگار شده و ادامه حیات داده باشند.

دکتر "شولز" ادامه داد: ما می‌دانیم که آب‌های یخ زده در خاک مریخ وجود دارد و تحقیقات اخیر به صراحت نشان می‌دهد که بارش‌های برف شبانه و دیگر رویدادهای رطوبتی در سطح مریخ رخ می‌دهد. اگر زندگی بر روی مریخ تکامل یافته باشد، تحقیقات ما نشان می‌دهد که می‌تواند یک گونه از حیات را در زیر خاک مریخ که امروزه به شدت و بیش از حد خشک شده است، پیدا کرد.

تیم تحقیقاتی دانشگاه واشنگتن قرار است در روز 15 مارس برای انجام تحقیقات دو هفته‌ای، که به نمونه‌برداری بیشتری از میکروب‌ها نیاز است، به کویر آتاکاما بازگردند.

علاوه بر این امید است که بعدا به مطالعه دریاچه "دون ژوان"(Don Juan) در قطب جنوب، که دریاچه‌ای بسیار کم‌عمق و خیلی شور است که حتی در دمای منفی 58 درجه فارنهایت (منفی 50 درجه سانتیگراد) نیز مایع است، بپردازند.

"شولز" می‌گوید: تنها چند مکان در جهان وجود دارد که شبیه به سیاره مریخ هستند و می‌توان در آنها به دنبال نوع جدیدی از حیات گشت. هدف ما این است که بدانیم که چگونه آنها قادر به زنده ماندن هستند، بنابراین ما می‌دانیم که چه چیزی را باید در سطح مریخ جستجو کنیم.

این تحقیق در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.