Od sedemdesetih let prejšnjega stoletja, ko je Voyager sonde so posnele posnetke ledene površine Evrope, znanstveniki so domnevali, da lahko življenje obstaja v notranjih oceanih lun v zunanjem Osončju. Od takrat so se pojavili drugi dokazi, ki so podkrepili to teorijo, od ledenih plutov na Evropi in Enceladusu, notranjih modelov hidrotermalne aktivnosti in celo do revolucionarnih odkritij kompleksnih organskih molekul v Enceladusovih krogih.
Vendar pa so na nekaterih lokacijah zunanjega Osončja razmere zelo hladne, voda pa lahko obstaja le v tekoči obliki zaradi prisotnosti strupenih kemikalij proti zmrzovanju. Vendar pa je po novi raziskavi mednarodne skupine raziskovalcev možno, da bi bakterije lahko preživele v teh bridkih okoljih. To je dobra novica za tiste, ki upajo najti dokaze o življenju v ekstremnih okoljih Osončja.
Študija, v kateri so podrobno opisani njihovi izsledki, z naslovom "Izboljšana preživetje mikrobov v subzeru v slinicah", se je nedavno pojavila v znanstveni reviji Astrobiologija. Študijo je izvedel Jacob Heinz s Centra astronomije in astrofizike Tehniške univerze v Berlinu (TUB), vključevali pa so jo člani z Univerze Tufts, Imperial College London in Washington State University.
V bistvu na telesih, kot so Ceres, Callisto, Triton in Pluton - ki so bodisi daleč od Sonca ali nimajo notranjih ogrevalnih mehanizmov - notranji oceani naj bi obstajali zaradi prisotnosti nekaterih kemikalij in soli (na primer amoniaka). Te spojine proti zmrzovanju zagotavljajo, da imajo njihovi oceani nižja ledišča, vendar ustvarjajo okolje, ki bi bilo preveč hladno in strupeno za življenje, kot ga poznamo.
Z namenom svoje študije je skupina poskušala z izvajanjem testov s preskusi ugotoviti, ali mikrobi res lahko preživijo v teh okoljih Planococcus halocryophilus, bakterija, ki jo najdemo v arktični permafrost. Nato so to bakterijo podvrgli raztopinam natrijevega, magnezijevega in kalcijevega klorida, pa tudi perklorata, kemične spojine, ki jo je našel pristavek Phoenix na Marsu.
Nato so raztopine podvrgli temperaturam od + 25 ° C do -30 ° C skozi več ciklov zamrzovanja in odmrzovanja. Ugotovili so, da je stopnja preživetja bakterij odvisna od rešitve in temperatur. Na primer, bakterije, suspendirane v vzorcih, ki vsebujejo kloride (fiziološka raztopina), imajo boljše možnosti za preživetje v primerjavi z vzorci v vzorcih, ki vsebujejo perklorat - čeprav se je stopnja preživetja povečala, kolikor so se temperature nižale.
Skupina je na primer ugotovila, da so bakterije v raztopini natrijevega klorida (NaCl) umrle v dveh tednih pri sobni temperaturi. Ko pa so se temperature znižale na 4 ° C (39 ° F), se je preživetje začela povečevati in skoraj vse bakterije so preživele, ko so temperature dosegle -15 ° C (5 ° F). Medtem so imele bakterije v raztopinah magnezija in kalcijevega klorida visoko stopnjo preživetja pri –30 ° C (–22 ° F).
Rezultati so bili različni tudi za tri fiziološka topila, odvisno od temperature. Bakterije v kalcijevem kloridu (CaCl2) so imele znatno nižje stopnje preživetja kot pri natrijevem kloridu (NaCl) in magnezijevem kloridu (MgCl2) med 4 in 25 ° C (39 do 77 ° F), vendar so nižje temperature povečale preživetje pri vseh treh. Stopnja preživetja v raztopini perklorata je bila veliko nižja kot v drugih raztopinah.
Vendar je to na splošno veljalo za raztopine, pri katerih perklorat predstavlja 50% mase celotne raztopine (ki je bila potrebna, da je voda pri nižjih temperaturah ostala tekoča), kar bi bilo znatno strupeno. Pri 10-odstotni koncentraciji so bakterije še lahko rasle. To je pol dobra novica za Mars, kjer tla vsebujejo manj kot en masni odstotek perklorata.
Vendar je Heinz izpostavil tudi, da so koncentracije soli v tleh drugačne od koncentracij v raztopini. Še vedno pa bi to lahko bila dobra novica, kar zadeva Mars, saj so tam temperature in padavine zelo podobni deli Zemlje - puščavi Atacama in deli Antarktike. Dejstvo, da bakterije lahko preživijo takšna okolja na Zemlji, kaže, da bi lahko preživele tudi na Marsu.
Na splošno je raziskava pokazala, da hladnejše temperature povečujejo preživetje mikrobov, vendar je to odvisno od vrste mikroba in sestave kemične raztopine. Kot je Heinz povedal za revijo Astrobiology:
"[A] Vse reakcije, tudi tiste, ki ubijajo celice, so pri nižjih temperaturah počasnejše, vendar se preživetje bakterij pri nižjih temperaturah raztopine perklorata ni povečalo, medtem ko so nižje temperature raztopin kalcijevega klorida znatno povečale preživetje. "
Skupina je tudi ugotovila, da so bakterije bolje delovale v slanejših raztopinah, ko gre za cikle zamrzovanja in odmrzovanja. Rezultati na koncu kažejo, da se preživetje vseeno s skrbnim ravnotežjem. Medtem ko so nižje koncentracije kemičnih soli pomenile, da bakterije lahko preživijo in celo rastejo, bi se temperature, pri katerih bi voda ostala v tekočem stanju, znižale. Prav tako je navedlo, da slane raztopine izboljšajo stopnjo preživetja bakterij, kadar gre za cikle zamrzovanja in odmrzovanja.
Seveda je ekipa poudarila, da to, da lahko bakterije obstajajo v določenih pogojih, še ne pomeni, da bodo uspevale tam. Kot je pojasnila Theresa Fisher, študentka doktorske študije na šoli za raziskovanje zemlje in vesolja Arizona State University in soavtorica študije:
»Preživetje v primerjavi z rastjo je resnično pomembno razliko, vendar nas življenje še vedno preseneča. Nekatere bakterije ne morejo preživeti le pri nizkih temperaturah, ampak jih zahtevajo, da se presnavljajo in uspevajo. Morali bi poskušati biti nepristranski pri domnevi, kaj je potrebno za razvoj organizma, in ne samo preživeti. "
Tako Heinz in njegovi sodelavci trenutno delajo na drugi študiji, da bi ugotovili, kako različne koncentracije soli v različnih temperaturah vplivajo na razmnoževanje bakterij. Medtem pa lahko ta študija in podobno nudijo enkraten vpogled v možnosti za nezemeljsko življenje, tako da omejujejo pogoje, v katerih lahko preživijo in rastejo.
Te študije omogočajo pomoč tudi pri iskanju nezemeljskega življenja, saj nam znanje, kje lahko življenje, omogoča, da se osredotočimo na naša iskanja. V naslednjih letih bodo misije v Evropi, Enceladusu, Titanu in drugih lokacijah osončja iskale biosignare, ki kažejo na prisotnost življenja na teh organih ali znotraj njih. Vedo, da lahko življenje preživi v hladnih, svetlejših okoljih, odpira dodatne možnosti.
