Од 1970-их, када Воиагер сонде су снимиле слике европске ледене површине, научници су посумњали да живот може постојати у унутрашњим океанима луна у спољњем Сунчевом систему. Од тада су се појавили други докази који су ојачали ову теорију, у распону од ледених пљускова на Европи и Енцеладусу, унутрашњих модела хидротермалне активности, па чак и до револуционарних открића сложених органских молекула у Енцеладусовим плућима.
Међутим, на неким локацијама у спољашњем Сунчевом систему услови су веома хладни, а вода може постојати само у течном облику због присуства токсичних хемикалија против смрзавања. Међутим, према новој студији међународног тима истраживача, могуће је да би бактерије могле да преживе у овим бриљантним окружењима. Ово је добра вест за оне који се надају да ће наћи доказе о животу у екстремним окружењима Сунчевог система.
Студија која детаљно описује њихова открића, под називом „Појачана микробиолошка преживетљивост у подзеро салама“, недавно се појавила у научном часопису Астробиологија. Студију је спровео Јацоб Хеинз са Центра астрономије и астрофизике Техничког универзитета у Берлину (ТУБ), а учествовали су чланови са Универзитета Туфтс, Империал Цоллеге Лондон и Васхингтон Стате Университи.
У основи, на телима попут Церес, Цаллисто, Тритон и Плутона - која су или далеко од Сунца или немају унутрашње механизме грејања - верује се да унутрашњи океани постоје због присуства одређених хемикалија и соли (као што је амонијак). Ова једињења против смрзавања осигуравају да њихови океани имају ниже тачке смрзавања, али стварају окружење које би било превише хладно и токсично за живот какав знамо.
Ради своје студије, тим је покушао да утврди да ли би микроби заиста могли преживети у овим срединама вршећи испитивања са њима Планоцоццус халоцриопхилус, бактерија пронађена у арктичком веку. Затим су ову бактерију изложили растворима натријума, магнезијума и калцијумовог хлорида као и перхлората, хемијског једињења које је пронашла земља Пхоеник на Марсу.
Затим су растворе подвргли температурама у распону од + 25 ° Ц до -30 ° Ц кроз више циклуса замрзавања и одмрзавања. Открили су да стопа преживљавања бактерија зависи од раствора и температуре. На примјер, бактерије суспендоване у узорцима који садрже хлорид (физиолошка отопина) имале су веће шансе за преживљавање у поређењу с онима у узорцима који садрже перхлорат - иако су стопе преживљавања повећавале што су се више температуре снижавале.
На пример, тим је открио да су бактерије у раствору натријум-хлорида (НаЦл) угинуле у року од две недеље на собној температури. Али када су се температуре спустиле на 4 ° Ц (39 ° Ф), опстанак је почео да расте и готово све бактерије су преживеле временом када је температура достигла -15 ° Ц (5 ° Ф). У међувремену, бактерије у растворима магнезијума и калцијум-хлорида су имале високу стопу преживљавања на -30 ° Ц (-22 ° Ф).
Резултати су такође варирали за три физиолошка растварача у зависности од температуре. Бактерије у калцијум хлориду (ЦаЦл2) имале су значајно ниже стопе преживљавања од оних у натријум хлориду (НаЦл) и магнезијум хлориду (МгЦл2) између 4 и 25 ° Ц (39 и 77 ° Ф), али су ниже температуре повећале опстанак код све три. Стопе преживљавања у раствору перхлората биле су далеко ниже него у осталим растворима.
Међутим, ово је углавном у растворима где перхлорат представља 50% масе укупног раствора (који је био потребан да вода остане течна на нижим температурама), а који би били значајно токсични. У концентрацији од 10%, бактерија је још увек могла да расте. Ово је полу-добра вест за Марс, где тло садржи мање од једног процента тежине перхлората.
Међутим, Хеинз је такође истакао да су концентрације соли у земљишту различите од оних у раствору. Ипак, ово би могла бити добра вест када је Марс у питању, пошто су температуре и ниво падавина веома слични деловима Земље - пустињи Атацама и деловима Антарктика. Чињеница да бактерије могу преживети такво окружење на Земљи указује да би могле преживети и на Марсу.
Генерално, истраживање је показало да хладније температуре повећавају преживљавање микроба, али то зависи од врсте микроба и састава хемијског раствора. Као што је Хеинз рекао за Астробиологи Магазине:
„[Реакције], укључујући оне које убијају ћелије, спорије су на нижим температурама, али бактеријска одрживост се није знатно повећала на нижим температурама у раствору перхлората, док су ниже температуре у растворима калцијум-хлорида давале значајан пораст преживљавања. "
Тим је такође открио да су бактерије боље радиле у сланијим растворима када су у питању циклуси смрзавања и одмрзавања. На крају, резултати показују да се преживљавање све своди на пажљив баланс. Док су ниже концентрације хемијских соли значиле да бактерије могу преживети и чак расти, температуре на којима би вода остала у течном стању би се смањиле. Такође је указало да слани раствори побољшавају стопе преживљавања бактерија када је у питању циклус замрзавања и одмрзавања.
Наравно, тим је нагласио да то што бактерије могу да преживе у одређеним условима не значи да ће успевати тамо. Како је објаснила Тхереса Фисхер, студентица докторског студија на Универзитету Аризона Стате оф Еартх анд Спаце Екплоратион и коаутор студије, објаснила је:
„Преживљавање насупрот расту заиста је важно разликовање, али живот нас и даље успева изненадити. Неке бактерије не могу да преживе само на ниским температурама, већ им је потребно да се метаболишу и успевају. Требали бисмо покушати да будемо непристрани у претпоставци шта је потребно да организам успева, а не само да опстане. "
Као такав, Хеинз и његове колеге тренутно раде на другом истраживању како би утврдили како различите концентрације соли кроз различите температуре утичу на размножавање бактерија. У међувремену, ова студија и слични њој могу пружити јединствен увид у могућности за ванземаљски живот постављањем ограничења у врсте услова у којима могу да преживе и расту.
Ове студије омогућавају помоћ и када је у питању потрага за ванземаљским животом, јер нам сазнање где живот може постојати омогућава да усредсредимо своје напоре у потрази. У наредним годинама, мисије у Европи, Енцеладусу, Титану и другим локацијама Сунчевог система трагаће за биосигнатурама који указују на присуство живота на тим телима или унутар њих. Знајући да живот може преживети у хладном, сјајном окружењу отвара се додатне могућности.
