هل هناك حياة على المريخ؟ إذا كانت موجودة ، فمن المحتمل أنها مجهرية وصعبة للغاية ؛ قادرة على التعامل مع درجات الحرارة الباردة والضغوط المنخفضة وقلة المياه. توسع هذه الميكروبات نطاق الموائل التي قد تدعم الحياة في نظامنا الشمسي ، وستزود العلماء بخصائص جديدة للبحث عنها عند استكشاف الكوكب الأحمر.
يمكن أن تزدهر فئة من الميكروبات شديدة التحمل تعيش في بعض البيئات الأرضية القاسية على كوكب المريخ البارد والكواكب الباردة الأخرى ، وفقًا لفريق بحثي من علماء الفلك وعلماء الأحياء الدقيقة.
في دراسة مختبرية لمدة عامين ، اكتشف الباحثون أن بعض الكائنات الحية الدقيقة التي تم تكييفها على البارد لم تنجو فحسب بل تكاثرت عند 30 درجة فهرنهايت ، أسفل نقطة تجمد الماء. طورت الميكروبات أيضًا آلية دفاعية تحميها من درجات الحرارة الباردة. الباحثون أعضاء في تعاون فريد من الفلكيين من معهد علوم تلسكوب الفضاء وعلماء الأحياء الدقيقة من مركز التكنولوجيا الحيوية البحرية في معهد ماريلاند للتكنولوجيا الحيوية البحرية في بالتيمور ، ماريلاند. وتظهر نتائجهم على المجلة الدولية لعلم الأحياء الفلكية.
قال نيل ريد ، عالِم الفلك في معهد علوم تلسكوب الفضاء ورئيس معهد علوم تلسكوب الفضاء: "حد درجة الحرارة المنخفض للحياة مهم بشكل خاص لأنه في كل من النظام الشمسي ومجرة درب التبانة ، تكون البيئات الباردة أكثر شيوعًا من البيئات الساخنة". فريق البحث. "تُظهر نتائجنا أن أدنى درجات الحرارة التي يمكن أن تزدهر فيها هذه الكائنات الحية تقع ضمن نطاق درجات الحرارة التي تشهدها المريخ الحالية ، ويمكن أن تسمح بالبقاء والنمو ، خاصة تحت سطح المريخ. وقد يؤدي ذلك إلى توسيع نطاق المنطقة الصالحة للسكن ، وهي المنطقة التي يمكن أن توجد فيها الحياة ، لتشمل كواكب أكثر برودة مثل المريخ ".
معظم النجوم في مجرتنا أكثر برودة من شمسنا. ستكون المنطقة المحيطة بهذه النجوم المناسبة لدرجات الحرارة الشبيهة بالأرض أصغر وأضيق من ما يسمى بالمنطقة الصالحة للسكن حول شمسنا. لذلك ، من المرجح أن تكون غالبية الكواكب أبرد من الأرض.
في دراستهم التي استمرت لمدة عامين ، اختبر العلماء أبرد حدود درجات الحرارة لنوعين من الكائنات ذات الخلية الواحدة: الهالوفيل والميثانوجينات. هم من بين مجموعة من الميكروبات تسمى مجتمعة متطرفون ، سميت بهذا الاسم لأنها تعيش في الينابيع الساخنة ، والحقول الحمضية ، والبحيرات المالحة ، والغطاء الجليدي القطبي في ظروف من شأنها أن تقتل البشر والحيوانات والنباتات. تزدهر الملوثات في المياه المالحة ، مثل بحيرة الملح العظمى ، ولديها أنظمة إصلاح الحمض النووي لحمايتها من جرعات الإشعاع العالية للغاية. الميثانوجينات قادرة على النمو في مركبات بسيطة مثل الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون للطاقة ويمكن أن تحول نفاياتها إلى ميثان.
الهالوفيل والميثانوجينات المستخدمة في التجارب من بحيرات القطب الجنوبي. في المختبر ، أظهر الهالوفيلز نموًا كبيرًا إلى 30 درجة فهرنهايت (ناقص 1 درجة مئوية). كانت الميثانوجينات نشطة حتى 28 درجة فهرنهايت (سالب 2 درجة مئوية).
قالت شيلاديتيا داسارما ، الأستاذة وقائدة الفريق في مركز التكنولوجيا الحيوية البحرية ، معهد التكنولوجيا الحيوية بجامعة ماريلاند: "لقد قمنا بمد درجات الحرارة المنخفضة لهذه الأنواع بعدة درجات". "كان لدينا وقت محدود لنمو الكائنات الحية في الثقافة ، على أساس أشهر. إذا استطعنا تمديد وقت النمو ، أعتقد أننا يمكن أن نخفض درجات الحرارة التي يمكن أن يعيشوا فيها أكثر. يمكن أن تظل ثقافة المحلول الملحي التي تنمو فيها في المختبر في شكل سائل إلى 18 درجة فهرنهايت تحت الصفر (ناقص 28 درجة مئوية) ، وبالتالي فإن هناك احتمالية لانخفاض درجات حرارة النمو بشكل ملحوظ. "
فوجئ العلماء أيضًا عندما وجدوا أن الهالوفيل والميثانوجينات تحمي نفسها من درجات الحرارة المتجمدة. تظهر بعض بكتيريا القطب الشمالي سلوكًا مشابهًا.
وأوضح داسارما أن "هذه الكائنات قابلة للتكيف بدرجة كبيرة ، وفي درجات الحرارة المنخفضة تكونت من تجمعات خلوية". "كانت هذه نتيجة مذهلة ، مما يشير إلى أن الخلايا قد" تلتصق ببعضها البعض "عندما تصبح درجات الحرارة باردة جدًا بالنسبة للنمو ، مما يوفر طرقًا للبقاء كمجموعة سكانية. هذا هو أول اكتشاف لهذه الظاهرة في أنواع القطب الجنوبي من المتطرفين في درجات الحرارة الباردة ".
اختار العلماء هؤلاء المتطرفون للدراسة المختبرية لأنها من المحتمل أن تكون ذات صلة بالحياة على المريخ البارد والجاف. يمكن أن تنمو نباتات الهالوفيل في المياه المالحة تحت سطح المريخ ، والتي يمكن أن تبقى سائلة عند درجات حرارة أقل من 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية). يمكن للميثانوجينات البقاء على كوكب خال من الأكسجين ، مثل المريخ. في الواقع ، اقترح بعض العلماء أن الميثانوجينات أنتجت الميثان المكتشف في الغلاف الجوي للمريخ.
قال داسارما: "تُظهر هذه النتيجة أن الدراسات العلمية الصارمة بشأن المتطرفين المعروفين على الأرض يمكن أن توفر مؤشرات لكيفية بقاء الحياة في مكان آخر من الكون".
يخطط الباحثون بعد ذلك لرسم مخطط جيني كامل لكل متطرف. من خلال جرد جميع الجينات ، سيتمكن العلماء من تحديد وظائف كل جين ، مثل تحديد الجينات التي تحمي الكائن الحي من البرد.
العديد من المتطرفين هم بقايا تطورية تسمى Archaea ، والتي ربما كانت من بين أوائل الرعاة على الأرض قبل 3.5 مليار سنة. قد يكون هؤلاء المتطرفون الأقوياء قادرين على البقاء في العديد من الأماكن في الكون ، بما في ذلك بعض من حوالي 200 عالم حول النجوم خارج نظامنا الشمسي التي وجدها علماء الفلك على مدى العقد الماضي. تقع هذه الكواكب في مجموعة واسعة من البيئات ، من ما يسمى "المشتري الحار" ، والتي تدور بالقرب من نجومها وحيث تتجاوز درجات الحرارة 1800 درجة فهرنهايت (1000 درجة مئوية) ، إلى عمالقة الغاز في المدارات الشبيهة بالمشتري ، حيث تكون درجات الحرارة حوالي 238 درجة فهرنهايت (150 درجة مئوية تحت الصفر).
إن اكتشاف الكواكب ذات التفاوتات الكبيرة في درجة الحرارة جعل العلماء يتساءلون عن البيئات التي يمكن أن تكون مضيافة للحياة. من العوامل الرئيسية لبقاء الكائن الحي تحديد حدود درجات الحرارة العليا والدنيا التي يمكن أن يعيش فيها.
على الرغم من أن أحوال الطقس المريخية شديدة ، إلا أن الكوكب يشترك في بعض أوجه التشابه مع أكثر مناطق الأرض برودة شديدة ، مثل القطب الجنوبي. منذ فترة طويلة تعتبر جرد الحياة بشكل أساسي ، كشفت التحقيقات الأخيرة في بيئات أنتاركتيكا عن نشاط ميكروبي كبير. إن الأركيا والبكتيريا التي تكيفت مع هذه الظروف القاسية هي بعض من أفضل المرشحين لنظائرها الأرضية للحياة الكائنة المحتملة. وقال داسارما: "إن فهم استراتيجيتها التكيفية ، وحدودها ، سيوفر رؤية أعمق للقيود الأساسية على نطاق البيئات المضيافة".
تم دعم بحث الفريق من خلال المنح المقدمة من صندوق الأبحاث التقديرية لمدير معهد تلسكوب العلوم ، ومؤسسة العلوم الوطنية ، ومجلس البحوث الأسترالي.
يتم تشغيل معهد علوم تلسكوب الفضاء لوكالة ناسا من قبل اتحاد جامعات البحث في علم الفلك ، واشنطن.
يوظف أحد المراكز الخمسة التي تشكل معهد التكنولوجيا الحيوية بجامعة ميريلاند (UMBI) مركز التكنولوجيا الحيوية البحرية ، الموجود في ميناء بالتيمور الداخلي ، باحثين يطبقون أدوات علم الأحياء الحديث والتكنولوجيا الحيوية لدراسة الموارد البحرية ومصبات الأنهار وحمايتها وتعزيزها.
مع مراكز البحث في بالتيمور وروكفيل وكلية بارك ، يعد معهد جامعة ميريلاند للتكنولوجيا الحيوية أحدث 13 مؤسسة تشكل نظام جامعة ميريلاند. UMBI لديه 85 هيئة تدريس مرتبة سلم وميزانية 2006 تبلغ 60 مليون دولار. احتفالًا بمرور 20 عامًا على تقديم الخدمة إلى ماريلاند والعالم ، يقود UMBI عالمة الأحياء الدقيقة والمديرة التنفيذية السابقة للتكنولوجيا الحيوية الدكتورة جيني هنتر سيفيرا. لمزيد من المعلومات قم بزيارة http://www.umbi.umd.edu.
المصدر الأصلي: نشرة هابل الإخبارية
