O solo da cordilheira rochosa na Antártida central nunca conteve microrganismos.
Pela primeira vez, cientistas descobriram que parece não haver vida no solo da superfície da Terra. O solo provém de duas cristas rochosas varridas pelo vento no interior da Antártida, a 480 quilômetros do Polo Sul, onde milhares de metros de gelo penetram nas montanhas.
“As pessoas sempre pensaram que os micróbios eram resistentes e podiam viver em qualquer lugar”, diz Noah Firer, ecologista microbiano da Universidade do Colorado em Boulder, cuja equipe estuda o solo. Afinal, organismos unicelulares já foram encontrados vivendo em fontes hidrotermais com temperaturas superiores a 90 graus Celsius, em lagos sob 800 metros de gelo na Antártida e até mesmo a 36.600 metros acima da estratosfera terrestre. Mas, após um ano de trabalho, Ferrer e seu aluno de doutorado, Nicholas Dragon, ainda não encontraram nenhum sinal de vida no solo antártico que coletaram.
Firer e Dragone estudaram solos de 11 cadeias de montanhas diferentes, representando uma ampla gama de condições. Aqueles provenientes de áreas montanhosas mais baixas e menos frias contêm bactérias e fungos. Mas em algumas montanhas das duas cadeias mais altas, secas e frias, não há sinais de vida.
"Não podemos dizer que são estéreis", disse Ferrer. Microbiologistas estão acostumados a encontrar milhões de células em uma colher de chá de solo. Portanto, um número muito pequeno (por exemplo, 100 células viáveis) pode escapar à detecção. "Mas, até onde sabemos, elas não contêm nenhum microrganismo."
Independentemente de algum solo ser realmente desprovido de vida ou se posteriormente for descoberto que contém algumas células sobreviventes, novas descobertas publicadas recentemente na revista JGR Biogeosciences podem auxiliar na busca por vida em Marte. O solo antártico está permanentemente congelado, repleto de sais tóxicos e não possui muita água líquida há dois milhões de anos — semelhante ao solo marciano.
Eles foram coletados durante uma expedição financiada pela National Science Foundation em janeiro de 2018 a áreas remotas das Montanhas Transantárticas. Eles atravessam o interior do continente, separando o planalto polar a leste do gelo baixo a oeste. Os cientistas montaram acampamento na Geleira Shackleton, uma correia transportadora de gelo de 96 quilômetros que desce por um abismo nas montanhas. Eles usaram helicópteros para voar a grandes altitudes e coletar amostras ao longo da geleira.
Nas montanhas quentes e úmidas, ao pé de uma geleira, a apenas algumas centenas de metros acima do nível do mar, eles descobriram que o solo era habitado por animais menores que uma semente de gergelim: vermes microscópicos, tardígrados de oito patas, rotíferos e minúsculos vermes chamados colêmbolos. Insetos alados. Esses solos arenosos e nus contêm menos de um milésimo da quantidade de bactérias encontradas em um gramado bem cuidado, o suficiente para fornecer alimento para os pequenos herbívoros que espreitam sob a superfície.
Mas esses sinais de vida desapareceram gradualmente à medida que a equipe visitava montanhas mais altas, mais profundas na geleira. No topo da geleira, eles visitaram duas montanhas — o Monte Schroeder e o Monte Roberts — que têm mais de 2.130 metros de altura.
As visitas à Montanha Schroeder foram brutais, lembra Byron Adams, biólogo da Universidade Brigham Young em Provo, Utah, que liderou o projeto. A temperatura neste dia de verão está próxima de 0°C. O vento uivante evaporou lentamente o gelo e a neve, deixando as montanhas nuas, uma ameaça constante ao levantamento e lançamento das pás de jardim que trouxeram para cavar a areia. A terra é coberta por rochas vulcânicas avermelhadas que foram erodidas ao longo de centenas de milhões de anos pelo vento e pela chuva, deixando-as esburacadas e polidas.
Quando os cientistas levantaram a rocha, descobriram que sua base estava coberta por uma crosta de sais brancos — cristais tóxicos de perclorato, clorato e nitrato. Percloratos e cloratos, sais corrosivos e reativos usados ​​em combustível de foguetes e alvejantes industriais, também são encontrados em abundância na superfície de Marte. Sem água para remover, o sal se acumula nessas montanhas secas da Antártida.
"É como coletar amostras em Marte", disse Adams. Quando você enfia uma pá, "sabe que é a primeira coisa a mexer no solo em uma eternidade — talvez milhões de anos".
Os pesquisadores sugeriram que, mesmo em altitudes tão elevadas e nas condições mais adversas, ainda encontrariam microrganismos vivos no solo. Mas essas expectativas começaram a desaparecer no final de 2018, quando a Dragon utilizou uma técnica chamada reação em cadeia da polimerase (PCR) para detectar DNA microbiano na terra. A Dragon testou 204 amostras de montanhas acima e abaixo da geleira. Amostras de montanhas mais baixas e frias produziram grandes quantidades de DNA; mas a maioria das amostras (20%) de altitudes elevadas, incluindo a maioria do Monte Schroeder e do Maciço Roberts, não foi testada para nenhum resultado, indicando que continham muito poucos microrganismos ou talvez nenhum.
"Quando ele começou a me mostrar os resultados, pensei: 'Tem algo errado'", disse Ferrell. Ele imaginou que devia haver algo errado com a amostra ou com o equipamento do laboratório.
Dragon então conduziu uma série de experimentos adicionais para procurar sinais de vida. Ele tratou o solo com glicose para verificar se certos organismos presentes no solo a convertiam em dióxido de carbono. Ele estava tentando descobrir uma substância química chamada ATP, que é usada por toda a vida na Terra para armazenar energia. Durante vários meses, ele cultivou pedaços de solo em diversas misturas de nutrientes, tentando convencer os microrganismos existentes a se desenvolverem em colônias.
"Nick se esforçou muito com essas amostras", disse Ferrell. Apesar de todos esses testes, ele ainda não encontrou nada em alguns solos. "É realmente incrível."
Jacqueline Gurdial, microbiologista ambiental da Universidade de Guelph, no Canadá, considera os resultados "atraentes", especialmente os esforços do Dragon para determinar quais fatores influenciam a probabilidade de encontrar microrganismos em um determinado local. Ele descobriu que altitudes elevadas e altas concentrações de clorato foram os preditores mais fortes de falha na detecção de vida. "Esta é uma descoberta muito interessante", disse Goodyear. "Isso nos diz muito sobre os limites da vida na Terra."
Ela não está totalmente convencida de que o solo deles seja realmente sem vida, em parte devido às suas próprias experiências em outra parte da Antártida.
Há vários anos, ela estudou solos de um ambiente semelhante nas Montanhas Transantárticas, um local a 800 quilômetros a noroeste da Geleira Shackleton, chamado University Valley, que pode não ter tido umidade significativa ou temperaturas de degelo por 120.000 anos. Quando ela os incubou por 20 meses a 23°F, uma temperatura típica de verão no vale, o solo não mostrou sinais de vida. Mas quando ela aqueceu amostras de solo alguns graus acima de zero, algumas apresentaram crescimento bacteriano.
Por exemplo, cientistas descobriram que células bacterianas permanecem vivas mesmo após milhares de anos em geleiras. Quando ficam presas, o metabolismo celular pode desacelerar um milhão de vezes. Elas entram em um estado em que não crescem mais, apenas reparam danos ao DNA causados ​​pelos raios cósmicos que penetram no gelo. Goodyear especula que esses "sobreviventes lentos" podem ser os que ela encontrou em College Valley — ela suspeita que, se Dragone e Firer tivessem analisado 10 vezes mais solo, poderiam tê-los encontrado no Maciço Roberts ou na Montanha Schroeder.
Brent Christner, que estuda micróbios antárticos na Universidade da Flórida em Gainesville, acredita que esses solos secos e de alta altitude podem ajudar a melhorar a busca por vida em Marte.
Ele observou que as sondas espaciais Viking 1 e Viking 2, que pousaram em Marte em 1976, realizaram experimentos de detecção de vida baseados, em parte, em estudos de solos baixos perto da costa da Antártida, uma região chamada Vales Secos. Alguns desses solos ficam úmidos devido ao degelo no verão. Eles contêm não apenas microrganismos, mas, em alguns lugares, também minúsculos vermes e outros animais.
Em contraste, os solos mais altos e secos do Monte Roberts e do Monte Schroeder podem fornecer melhores campos de testes para instrumentos marcianos.
"A superfície de Marte é muito ruim", disse Christner. "Nenhum organismo na Terra consegue sobreviver na superfície" — pelo menos uns dois ou três centímetros. Qualquer nave espacial que vá até lá em busca de vida deve estar preparada para operar em alguns dos lugares mais inóspitos da Terra.
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