中央南極の岩だらけの尾根の土壌には、微生物が含まれていませんでした。
科学者は初めて、地表の土壌に生命がないように見えることを発見しました。土壌は、南極の内部にある2つの風の吹きさく、岩の多い尾根から来ています。南極から300マイルの氷が山に浸透しています。
「人々は常に微生物が丈夫で、どこにでも住むことができると思っていました」と、チームが土壌を研究しているコロラド大学ボルダー大学の微生物生態学者であるノア・ファイラーは言います。結局のところ、華氏200度を超えた温度の熱水孔、南極の0.5マイルの氷の下、さらには地球の成層圏の120,000フィート上にある湖に住んでいる単一の生物が生息していることがわかりました。しかし、1年の仕事の後、フェラーと彼の博士課程の学生であるニコラス・ドラゴンは、彼らが集めた南極の土壌で生命の兆候をまだ見つけていません。
FirerとDragoneは、11の異なる山脈から土壌を研究し、幅広い条件を表しています。低い山岳地帯から来るものには、細菌と菌類が含まれています。しかし、最も高く、最も乾燥した、最も寒い山脈のいくつかの山には、生命の兆候はありません。
「彼らが不毛だと言うことはできません」とフェラーは言いました。微生物学者は、小さじ1杯の土壌で何百万もの細胞を見つけることに慣れています。したがって、非常に少ない数（たとえば100個の生存細胞）が検出を逃れる可能性があります。 「しかし、私たちが知る限り、それらには微生物が含まれていません。」
一部の土壌が本当に生命を欠いているか、後にいくつかの生存細胞を含むことが発見されているかどうかにかかわらず、Jgr Biogeosciences誌に最近発表された新しい発見は、火星の生活の検索に役立つ可能性があります。南極の土壌は永久に凍結されており、有毒塩でいっぱいであり、火星の土壌と同様に200万年にわたって液体の水をあまり持っていません。
それらは、2018年1月に国立科学財団が資金提供した遠征中に、脈絡膜の山脈の遠隔地に収集されました。彼らは大陸の内部を通過し、東の高極高原を西の低地の氷から分離します。科学者たちは、山の割れ目を流れる60マイルの氷のベルトであるシャックルトン氷河にキャンプを設置しました。彼らはヘリコプターを使用して高度に飛んで、氷河を上下にサンプルを収集しました。
氷河のふもとにある暖かい湿った山の海抜数百フィートの氷河の足元では、土壌にゴマよりも小さい動物が生息していることを発見しました。スプリングテールと呼ばれます。翼のある昆虫。これらの裸の砂質の土壌には、適切に管理された芝生で見つかった細菌の量の1,000分未満が含まれており、表面の下に潜む小さな草食動物に食物を提供するのに十分です。
しかし、チームが氷河の奥深くにあるより高い山を訪れるにつれて、これらの生活の兆候は徐々に消えました。氷河の頂上で、彼らは高さ7,000フィートを超える2つの山（マウントシュローダーとマウントロバーツ）を訪れました。
シュローダーマウンテンへの訪問は残酷だった、とユタ州プロボにあるブリガムヤング大学の生物学者であるバイロンアダムスは、プロジェクトを率いています。この夏の温度は0°Fに近いです。ハウリング風はゆっくりと氷と雪を蒸発させ、山をむき出しにして、砂を掘り起こすために持ってきた庭のシャベルの持ち上げと投げに対する絶え間ない脅威です。土地は、数億年にわたって風と雨によって侵食されてきた赤みがかった火山岩で覆われており、それらを穴を開けて洗練しています。
科学者が岩を持ち上げたとき、彼らはその基部が白い塩の皮で覆われていることを発見しました - 過塩素酸塩、塩素酸塩、硝酸の毒性結晶。ロケット燃料と工業用漂白剤で使用される腐食性反応性塩、塩素酸塩と塩素酸塩も、火星の表面に豊富に見られます。洗う水がないため、これらの乾燥した南極山に塩が蓄積します。
「それは火星でのサンプリングのようなものです」とアダムズは言いました。シャベルを貼り付けると、「あなたは永遠に土壌を邪魔する最初のものであることを知っています。おそらく何百万年もの間。」
研究者たちは、このような高度でも、最も過酷な状態でも、土壌中の生きている微生物を見つけることを示唆しました。しかし、これらの期待は、ドラゴンがポリメラーゼ連鎖反応（PCR）と呼ばれる技術を使用して土の微生物DNAを検出した2018年後半に衰退し始めました。ドラゴンは、氷河の上下の山から204個のサンプルをテストしました。より低い涼しい山からのサンプルは、大量のDNAを生成しました。しかし、マウントシュローダーとロバーツマシフのほとんどを含む高高度からのほとんどのサンプル（20％）は、結果についてテストされておらず、それらが非常に少ない微生物を含んでいるか、おそらくまったく含まれていなかったことを示しています。
「彼が最初にいくつかの結果を見せ始めたとき、私は「何かが間違っている」と思った」とフェレルは言った。彼は、サンプルやラボ機器に何か問題があるに違いないと考えました。
その後、ドラゴンは一連の追加の実験を行い、生命の兆候を検索しました。彼は土壌をグルコースで処理して、土壌中の特定の生物が二酸化炭素に変換されたかどうかを確認しました。彼は、ATPと呼ばれる化学物質を発見しようとしていました。これは、エネルギーを蓄えるために地球上のすべての生命によって使用されています。数ヶ月間、彼はさまざまな栄養素の混合物で土壌を栽培し、既存の微生物にコロニーに成長するよう説得しようとしました。
「ニックはこれらのサンプルに台所の流しを投げました」とフェレルは言いました。これらすべてのテストにもかかわらず、彼はまだいくつかの土壌で何も見つかりませんでした。 「本当に素晴らしいです。」
カナダのグエルフ大学の環境微生物学者であるJacqueline Gurdialは、結果を「魅力的」と呼んでいます。特に、特定の場所で微生物を見つける可能性に影響する要因を決定するドラゴンの努力。彼は、高度と塩素酸塩濃度が高いことが、生命を検出できないという最も強い予測因子であることを発見しました。 「これは非常に興味深い発見です」とグッドイヤーは言いました。 「これは、地球上の生命の限界について多くを語っています。」
彼女は、南極の別の地域での彼女自身の経験のために、彼らの土壌が本当に活気がないことを完全に確信しているわけではありません。
数年前、彼女は、120、000年の間、湿気や溶融温度がなかったかもしれないシャクルトン氷河の北西500マイルの場所である経通常の山地の同様の環境から土壌を研究しました。彼女が谷の典型的な夏の温度である23°Fで20か月間インキュベートしたとき、土壌は生命の兆候を見せませんでした。しかし、彼女が土壌を加熱したとき、凍結の数度上でサンプルをサンプリングすると、一部は細菌の成長を示しました。
たとえば、科学者は、氷河で何千年も経っても細菌細胞が生き続けることを発見しました。それらが閉じ込められると、細胞の代謝は100万回遅くなる可能性があります。彼らはもはや成長しない状態になりますが、氷に浸透する宇宙線によって引き起こされるDNA損傷のみを修復します。グッドイヤーは、これらの「遅い生存者」がカレッジバレーで見つけたものである可能性があると推測しています。彼女は、ドラゴーネとファイヤーが10倍の土壌を分析した場合、ロバーツマッシフまたはシュローダーマウンテンでそれらを見つけたかもしれないと疑っています。
ゲインズビルのフロリダ大学で南極の微生物を研究しているブレント・クリストナーは、これらの高高度で乾燥した土壌が火星の生活の捜索を改善するのに役立つと考えています。
彼は、1976年に火星に上陸したバイキング1とバイキング2宇宙船は、乾燥谷と呼ばれる地域である南極海岸近くの低地土壌の研究に一部基づいて生命拒否実験を実施したと述べました。これらの土壌のいくつかは、夏にメルトウォーターから濡れます。それらは微生物だけでなく、一部の場所でも小さな虫や他の動物も含まれています。
対照的に、ロバーツ山とマウントシュローダーのより高い乾燥した土壌は、火星の楽器のより良いテスト場を提供する可能性があります。
「火星の表面は非常に悪い」とクリストナーは言った。 「地球上の生物は表面上で生き残ることはできません」 - 少なくとも1〜2インチは。生命を求めてそこに行く宇宙船は、地球上の最も厳しい場所のいくつかで動作する準備をしなければなりません。
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