Din anii ’70, când voiajor sondele au capturat imagini ale suprafeței glaciare a Europei, oamenii de știință au bănuit că viața ar putea exista în oceanele interioare ale lunilor din Sistemul Solar exterior. De atunci, au apărut alte dovezi care au susținut această teorie, variind de la penele înghețate de pe Europa și Enceladus, modele interioare de activitate hidrotermică și chiar descoperirea la pământ a moleculelor organice complexe din penele Enceladus.
Cu toate acestea, în unele locații din sistemul solar exterior, condițiile sunt foarte reci și apa nu poate exista decât în formă lichidă, din cauza prezenței substanțelor chimice toxice antigel. Cu toate acestea, potrivit unui nou studiu efectuat de o echipă internațională de cercetători, este posibil ca bacteriile să poată supraviețui în aceste medii brinice. Aceasta este o veste bună pentru cei care speră să găsească dovezi de viață în medii extreme ale sistemului solar.
Studiul care detaliază concluziile lor, intitulat „Supraviețuirea microbiană îmbunătățită în saramuri subzero”, a apărut recent în revista științifică Astrobiologie. Studiul a fost realizat de Jacob Heinz de la Centrul de Astronomie și Astrofizică din cadrul Universității Tehnice din Berlin (TUB) și a inclus membri de la Tufts University, Imperial College London și Washington State University.
Practic, pe corpuri precum Ceres, Callisto, Triton și Pluto - care sunt fie departe de Soare sau nu au mecanisme de încălzire interioară - se consideră că oceanele interioare există din cauza prezenței anumitor substanțe chimice și săruri (cum ar fi amoniacul). Acești compuși „antigel” asigură că oceanele lor au puncte de îngheț mai mici, dar creează un mediu care ar fi prea rece și toxic pentru viață așa cum îl știm.
De dragul studiului lor, echipa a căutat să stabilească dacă microbii ar putea supraviețui într-adevăr în aceste medii efectuând teste cu Planococcus halocryophilus, o bacterie găsită în permafrostul arctic. Aceștia au supus apoi aceste bacterii la soluții de sodiu, magneziu și clorură de calciu, precum și perclorat, un compus chimic care a fost găsit de către lander Phoenix pe Marte.
Apoi au supus soluțiile la temperaturi cuprinse între + 25 ° C și -30 ° C prin cicluri multiple de îngheț și dezgheț. Ceea ce au descoperit a fost că ratele de supraviețuire ale bacteriilor depindeau de soluția și temperaturile implicate. De exemplu, bacteriile suspendate în eșantioane care conțin clorură (soluție salină) au șanse mai mari de supraviețuire în comparație cu cele din eșantioane care conțin perclorat - deși ratele de supraviețuire au crescut cu atât temperaturile au fost mai scăzute.
De exemplu, echipa a descoperit că bacteriile dintr-o soluție de clorură de sodiu (NaCl) au murit în două săptămâni la temperatura camerei. Dar când temperaturile au fost coborâte la 4 ° C (39 ° F), capacitatea de supraviețuire a început să crească și aproape toate bacteriile supraviețuite de temperaturile de timp au atins -15 ° C (5 ° F). Între timp, bacteriile din soluțiile de magneziu și clorură de calciu au avut rate mari de supraviețuire la –30 ° C (-22 ° F).
Rezultatele au variat și pentru cei trei solvenți salini, în funcție de temperatură. Bacteriile din clorura de calciu (CaCl2) au avut rate de supraviețuire semnificativ mai mici decât cele din clorura de sodiu (NaCl) și clorura de magneziu (MgCl2) între 4 și 25 ° C (39 și 77 ° F), dar temperaturile mai scăzute au sporit supraviețuirea în toate cele trei. Ratele de supraviețuire în soluție perclorat au fost mult mai mici decât în alte soluții.
Cu toate acestea, aceasta a fost în general în soluții în care percloratul constituia 50% din masa soluției totale (necesară pentru ca apa să rămână lichidă la temperaturi mai scăzute), ceea ce ar fi semnificativ toxic. La concentrații de 10%, bacteriile au fost în continuare în măsură să crească. Aceasta este o veste semi-bună pentru Marte, unde solul conține mai puțin de un procent în greutate de perclorat.
Cu toate acestea, Heinz a mai subliniat că concentrațiile de sare în sol sunt diferite de cele dintr-o soluție. Totuși, aceasta ar putea fi încă o veste bună în ceea ce privește Marte, deoarece temperaturile și nivelurile de precipitații sunt foarte similare cu părți ale Pământului - deșertul Atacama și părți din Antarctica. Faptul că bacteriile pot supraviețui unor astfel de medii pe Pământ indică că ar putea supraviețui și pe Marte.
În general, cercetările au indicat că temperaturile mai reci stimulează supraviețuirea microbiană, dar acest lucru depinde de tipul de microb și de compoziția soluției chimice. După cum a spus Heinz la revista Astrobiologie:
Reacțiile [A], inclusiv cele care ucid celulele, sunt mai lente la temperaturi mai scăzute, dar supraviețuirea bacteriilor nu a crescut prea mult la temperaturi mai scăzute în soluția de perclorat, în timp ce temperaturile mai scăzute ale soluțiilor de clorură de calciu au dat o creștere marcată a supraviețuirii.
Echipa a descoperit, de asemenea, că bacteriile s-au descurcat mai bine în soluții mai sărate când a venit vorba de cicluri de îngheț și dezgheț. În final, rezultatele indică faptul că supraviețuirea se reduce la un echilibru atent. În timp ce concentrații mai mici de săruri chimice au însemnat ca bacteriile să poată supraviețui și chiar să crească, temperaturile la care apa va rămâne într-o stare lichidă ar fi reduse. De asemenea, a indicat că soluțiile sărate îmbunătățesc rata de supraviețuire a bacteriilor atunci când vine vorba de cicluri de îngheț și dezgheț.
Desigur, echipa a subliniat că doar pentru că bacteriile pot subzista în anumite condiții nu înseamnă că vor prospera acolo. După cum a explicat Theresa Fisher, doctorand la Școala de explorare a pământului și spațiului de la Universitatea de Stat din Arizona și coautor în cadrul studiului, a explicat:
„Supraviețuirea față de creștere este o distincție cu adevărat importantă, dar viața încă reușește să ne surprindă. Unele bacterii nu pot supraviețui numai la temperaturi scăzute, dar le impun metabolizarea și prosperarea. Ar trebui să încercăm să fim imparțiali în a presupune ceea ce este necesar pentru ca un organism să prospere, nu doar să supraviețuiască. "
Ca atare, Heinz și colegii săi lucrează în prezent la un alt studiu pentru a determina modul în care concentrații diferite de săruri la diferite temperaturi afectează propagarea bacteriilor. Între timp, acest studiu și altele ca acestea sunt capabile să ofere o perspectivă unică asupra posibilităților de viață extraterestră, punând constrângeri asupra tipurilor de condiții în care acestea pot supraviețui și cresc.
Aceste studii permit, de asemenea, ajutor atunci când vine vorba de căutarea vieții extraterestre, deoarece știind unde poate exista viața ne permite să ne concentrăm eforturile de căutare. În anii următori, misiunile în Europa, Enceladus, Titan și alte locații din Sistemul Solar vor căuta biosemnaturi care să indice prezența vieții pe sau în aceste corpuri. Știind că viața poate supraviețui în medii reci și strălucitoare deschide posibilități suplimentare.
