O solo da cordilheira rochosa no centro da Antártica nunca continha microorganismos.
Pela primeira vez, os cientistas descobriram que parece não haver vida no solo na superfície da Terra. O solo vem de duas cristas rochosas varridas pelo vento no interior da Antártica, a 300 milhas do Pólo Sul, onde milhares de metros de gelo penetram nas montanhas.
"As pessoas sempre pensaram que os micróbios eram resistentes e poderiam morar em qualquer lugar", diz Noah Firer, ecologista microbiano da Universidade do Colorado Boulder, cuja equipe estuda solo. Afinal, organismos unicelulares foram encontrados vivendo em aberturas hidrotérmicas com temperaturas superiores a 200 graus Fahrenheit, em lagos a menos de 800 metros de gelo na Antártica e até 120.000 pés acima da estratosfera da Terra. Mas, depois de um ano de trabalho, Ferrer e seu estudante de doutorado Nicholas Dragon ainda não encontraram sinais de vida no solo antártico que colecionaram.
Firer e Dragone estudaram solos de 11 cadeias de montanhas diferentes, representando uma ampla gama de condições. Aqueles que vêm de áreas montanhosas mais baixas e menos frias contêm bactérias e fungos. Mas em algumas montanhas das duas cadeias de montanhas mais altas, mais secas e frias, não há sinais de vida.
"Não podemos dizer que eles são estéreis", disse Ferrer. Os 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 da detecção. "Mas, até onde sabemos, eles não contêm microorganismos."
Se algum solo é realmente desprovido de vida ou mais tarde é descoberto para conter algumas células sobreviventes, novas descobertas publicadas recentemente na revista JGR Biogeosciences poderiam ajudar na busca pela vida em Marte. O solo antártico é permanentemente congelado, cheio de sais tóxicos, e não tem 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 para áreas remotas das montanhas transantárticas. Eles passam pelo interior do continente, separando o alto platô polar a leste do gelo baixo no oeste. Os cientistas montaram acampamento na geleira Shackleton, uma correia transportadora de 60 quilômetros de gelo que flui por um abismo nas montanhas. Eles usaram helicópteros para voar para grandes altitudes e coletar amostras para cima e para baixo na 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, tardigrados, rotíferos e pequenos vermes. chamado Springtails. Insetos alados. Esses solos nus e arenosos contêm menos de um milésimo da quantidade de bactérias encontradas em um gramado bem cuidado, o suficiente para fornecer alimentos para os pequenos herbívoros à espreita sob a superfície.
Mas esses sinais de vida desapareceram gradualmente quando a equipe visitou montanhas mais altas profundamente na geleira. No topo da geleira, eles visitaram duas montanhas - montar Schroeder e Mount Roberts - que têm mais de 7.000 pés de altura.
As visitas a Schroeder Mountain foram brutais, lembra Byron Adams, biólogo da Universidade Brigham Young em Provo, Utah, que liderou o projeto. A temperatura neste dia de verão é próxima de 0 ° F. O vento uivante evaporou lentamente o gelo e a neve, deixando as montanhas nuas, uma ameaça constante ao levantamento e arremesso das pás do jardim que eles trouxeram para cavar a areia. A terra é coberta de rochas vulcânicas avermelhadas que foram corroídas mais de centenas de milhões de anos por vento e chuva, deixando -os sem caroço e polido.
Quando os cientistas levantaram a rocha, descobriram que sua base estava coberta com uma crosta de sais brancos - cristais tóxicos de perclorato, clorato e nitrato. Pérmicos e cloratos, sais corrosivos reativos usados ​​em combustível de foguetes e alvejante industrial, também são encontrados em abundância na superfície de Marte. Sem água para lavar, o sal se acumula nessas montanhas antárticas secas.
"É como provar Marte", disse Adams. Quando você coloca uma pá, "Você sabe que é a primeira coisa a perturbar o solo para sempre - talvez milhões de anos".
Os pesquisadores sugeriram que, mesmo em altitudes tão altas e nas condições mais duras, eles ainda encontrariam microorganismos vivos no solo. Mas essas expectativas começaram a desaparecer no final de 2018, quando o Dragon usou uma técnica chamada reação em cadeia da polimerase (PCR) para detectar o DNA microbiano na sujeira. Dragão testou 204 amostras de montanhas acima e abaixo da geleira. Amostras de montanhas mais baixas e mais frias produziram grandes quantidades de DNA; Mas a maioria das amostras (20%) de grandes altitudes, incluindo a maioria do Mount Schroeder e Roberts Macsice, não foi testada para nenhum resultado, indicando que eles continham muito poucos microorganismos ou talvez nenhum.
"Quando ele começou a me mostrar alguns resultados, pensei: 'Algo está errado'", disse Ferrell. Ele pensou que deveria haver algo errado com a amostra ou o equipamento de laboratório.
Dragon então conduziu uma série de experimentos adicionais para procurar sinais de vida. Ele tratou o solo com glicose para ver se certos organismos no solo o converteram em dióxido de carbono. Ele estava tentando descobrir um produto químico chamado ATP, que é usado por toda a vida na Terra para armazenar energia. Por vários meses, ele cultivou pedaços de solo em várias misturas de nutrientes, tentando convencer os microorganismos existentes a crescer em colônias.
"Nick jogou a pia da cozinha nessas 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, chama os resultados de "sedutores", especialmente os esforços de Dragon para determinar quais fatores influenciam a probabilidade de encontrar microorganismos em um determinado local. Ele descobriu que altitude e altas concentrações de clorato eram 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 é realmente sem vida, em parte devido a suas próprias experiências em outra parte da Antártica.
Vários anos atrás, ela estudou solos de um ambiente semelhante nas montanhas transantárticas, um local a 500 milhas a noroeste da geleira Shackleton, chamada University Valley, que pode não ter tido temperaturas significativas de umidade ou derretimento por 120.000 anos. Quando ela o 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 do congelamento, alguns mostraram crescimento bacteriano.
Por exemplo, os cientistas descobriram que as células bacterianas permanecem vivas mesmo após milhares de anos em geleiras. Quando ficam presos, o metabolismo da célula pode desacelerar um milhão de vezes. Eles entram em um estado em que não crescem mais, mas apenas reparam os danos ao DNA causados ​​por raios cósmicos que penetram no gelo. A Goodyear especula que esses "sobreviventes lentos" podem ser os que ela encontrou no vale da faculdade - ela suspeita que, se Dragone e Firer tivessem analisado 10 vezes mais solo, eles poderiam ter encontrado -os em Roberts Massif ou Schroeder Mountain.
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 pela vida em Marte.
Ele observou que o Viking 1 e o Viking 2 SpaceCraft, que chegaram a Marte em 1976, conduziram experimentos de detecção de vida baseados em parte em estudos de solo baixo perto da costa da Antártica, uma região chamada Vales Seco. Alguns desses solos ficam molhados de água derretida no verão. Eles contêm não apenas microorganismos, mas em alguns lugares também pequenos vermes e outros animais.
Por outro lado, os solos mais altos e secos do Monte Roberts e do Monte Schroeder podem fornecer melhores base para instrumentos marcianos.
"A superfície de Marte é muito ruim", disse Christner. “Nenhum organismo na Terra pode sobreviver na superfície” - pelo menos a polegada superior ou duas. Qualquer nave espacial que vai lá em busca da vida deve estar preparada para operar em alguns dos lugares mais severos do mundo.
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