Bilim adamları ilk kez Dünya yüzeyinde hiç yaşam barındırmayan topraklar buldular. Topraklar, Antarktika’nın iç kesimlerinde, Güney Kutbu’ndan 300 mil uzakta, dağların binlerce fit kalınlığındaki buzları deldiği iki rüzgarlı, kayalık sırttan geldi.
Boulder’daki Colorado Üniversitesi’nde mikrobiyal ekolojist olan ve ekibi toprakları inceleyen Noah Fierer, “Mikropların her zaman dayanıklı olduğu, her yerde yaşayabilecekleri varsayımı olmuştur” diyor. Ne de olsa, tek hücreli organizmaların 200 Fahrenheit derecenin üzerindeki hidrotermal bacalarda yaşadığı, Antarktika’da yarım mil buzun altında hapsolmuş göllerde yaşadığı ve hatta Dünya’nın stratosferinde 120.000 fit yükseklikte hayatta kaldığı bulundu. Ancak bir yıllık denemenin ardından Fierer ve doktora öğrencisi Nicholas Dragone, topladıkları bazı Antarktika topraklarında hala herhangi bir yaşam belirtisi bulamadılar.
Fierer ve Dragone, çok çeşitli koşulları temsil eden 11 farklı dağdan gelen toprakları inceledi. Daha aşağı, daha az soğuk dağlardan gelenler bakteri ve mantar içeriyordu; ama en yüksek, en kuru ve en soğuk dağlardan bazılarında hiçbir yaşam belirtisi kıpırdamadı.
Fierer, “Kısır olduklarını söyleyemeyiz” diyor. Mikrobiyologlar bir çay kaşığı toprakta milyonlarca hücre bulmaya alışkındır; bu nedenle çok küçük bir sayı -diyelim ki 100 canlı hücre- potansiyel olarak tespitten kaçabilir. “Ama söyleyebileceğimiz kadarıyla, herhangi bir mikrobiyal yaşam barındırmıyorlar.”
Yaşam belirtileri arıyorum
Toprakların bir kısmı gerçekten cansız olsa da, daha sonra hayatta kalan birkaç hücreyi barındırdığı ortaya çıksa da, yakın zamanda JGR Biogeosciences dergisinde yayınlanan bu yeni keşif, Mars’ta yaşam bulma çabalarına rehberlik edebilir. Antarktika toprakları sürekli olarak donmuş, zehirli tuzlara doymuş durumda ve iki milyon yıla kadar kayda değer miktarda sıvı su tatmadı – Mars topraklarına benzer.
Ocak 2018’de ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilen bir keşif gezisi sırasında Transantarktik Dağları’nın uzak bir bölümüne toplandılar. Kıtanın iç kısımlarını keserek doğudaki yüksek kutup platosunu batının alçakta bulunan buzlarından ayırdılar. Bilim adamları, dağlardaki bir boşluktan aşağı dökülen 60 mil uzunluğundaki bir buz taşıma bandı olan Shackleton Buzulu’nda kamp kurdular. Yükseklere ulaşmak ve buzulun yukarı ve aşağı örneklerini toplamak için bir helikopter kullandılar.
Buzulun eteğindeki daha sıcak, daha nemli dağlarda, deniz seviyesinden sadece birkaç yüz fit yükseklikte, susam tohumlarından daha küçük hayvanların yaşadığı topraklar buldular: mikroskobik solucanlar, sekiz bacaklı tardigradlar, bıyıklı rotiferler ve baharkuyruk adı verilen kanatsız böcekler. Bu çıplak, kumlu topraklar, iyi bakımlı bir çimde bulacağınız bakteri sayısının binde birinden daha azını barındırıyordu;
Ancak ekip buzulun yukarısındaki yüksek dağları ziyaret ettikçe, bu yaşam belirtileri yavaş yavaş azaldı. Buzulun üst ucunda, deniz seviyesinden 7.000 fitten fazla yükselen iki dağı -Schroeder Tepesi ve Roberts Masifi- ziyaret ettiler.
Projeyi yöneten Utah, Provo’daki Brigham Young Üniversitesi’nden biyolog Byron Adams, Schroeder Hill ziyaretinin acımasız olduğunu hatırlıyor. Bu yaz ortası gününde sıcaklık 0°F civarındaydı. Kar ve buzu yavaşça buharlaştıran, dağları çıplak tutan şiddetli rüzgarlar, sürekli olarak kumu kazmak için getirdikleri bahçe küreğini kaldırıp fırlatmakla tehdit ediyordu. Yer, kırmızımsı volkanik kayalarla kaplıydı, çukurlar açılmış ve çağlarca süren rüzgar oyulmasıyla cilalanmıştı.
Bilim adamları kayaları kaldırırken, alt taraflarının beyaz tuzlarla -toksik perklorat, klorat ve nitrat kristalleri- kabuk bağladığını gördüler. Perkloratlar ve kloratlar, roket yakıtlarında ve endüstriyel ağartıcılarda kullanılan ve ayrıca Mars yüzeyinde bol miktarda bulunan yakıcı, reaktif tuzlardır. Bu kavrulmuş Antarktika dağlarında tuzlar birikmişti çünkü onları yıkayacak su yoktu.
Adams, “Mars’ta numune almak gibi hissettirdi” diyor. Küreği içeri soktuğunuzda, “sonsuza dek, belki de milyonlarca yıl sonra o toprağı alt üst eden ilk şeyin siz olduğunuzu bilirsiniz.”
Araştırmacılar, bu en yüksek, en zorlu yerlerde bile, toprakta gizlenmiş birkaç canlı mikrop bulacaklarını varsaydılar. Ancak Dragone , kirdeki mikrobiyal DNA’yı tespit etmek için polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) adı verilen bir yöntem kullandığından, bu beklenti 2018’in sonlarında parçalanmaya başladı . Dragone, buzulun yukarısındaki ve aşağısındaki dağlardan 204 örneği test etti. Daha alçak, daha az soğuk dağlardan gelenler bol miktarda DNA verdi; ancak Schroeder Tepesi ve Roberts Masifi’nden alınan örneklerin çoğu da dahil olmak üzere daha yüksek rakımlardan alınan örneklerin büyük bir kısmı -yüzde 20- kesinlikle hiçbir şey vermedi, bu da bunların yok denecek kadar az mikrop içerdiğini veya belki de hiç içermediğini düşündürüyor.
Fierer, “Sonuçlardan bazılarını bana ilk göstermeye başladığında, ‘ bir sorun var’ dedim ,” diyor. Numunelerde veya laboratuvar ekipmanında bir sorun olması gerektiğini düşündü.
Dragone, yaşam belirtileri arayan bir dizi ek deney yaptı. Toprakta yaşayan bir şeyin onu karbondioksite dönüştürüp dönüştürmediğini görmek için toprağı glikozla kuluçkaya yatırdı. Dünyadaki tüm yaşamın enerji depolamak için kullandığı ATP adlı bir kimyasal tespit etmeye çalıştı. Ve aylarca, çeşitli besin kokteyllerinde toprak parçalarını kuluçkaya yatırdı ve mevcut mikropları koloniler halinde büyümeye ikna etmeye çalıştı.
Fierer, “Nick bu örneklere mutfak lavabosunu fırlattı” diyor. Tüm bu testlere rağmen, bazı topraklarda hala hiçbir şey bulamadı. “Bu gerçekten şaşırtıcıydı.”
Toprakta gerçekten hayat yok mu?
Kanada’daki Guelph Üniversitesi’nde çevre mikrobiyologu olan Jacqueline Goordial, sonuçları “hayret verici” buluyor; özellikle Dragone’nin belirli bir bölgede mikrop bulma olasılığını hangi faktörlerin etkilediğini belirleme çabaları. Yüksek irtifa ve yüksek seviyede klorat tuzlarının, saptanabilir bir yaşam olmamasının en güçlü belirleyicileri olduğunu buldu. Goordial, “Bu gerçekten ilginç bir keşif” diyor. “Dünyadaki yaşamın sınırları hakkında bize çok şey anlatıyor.”
Kısmen Antarktika’nın başka bir yerindeki kendi deneyiminden dolayı, topraklarının gerçekten yaşamdan yoksun olduğuna tamamen ikna olmuş değil.
Birkaç yıl önce, muhtemelen 120.000 yıldır önemli nem veya erime sıcaklıkları görmemiş olan ve Üniversite Vadisi olarak adlandırılan Shackleton Buzulu’nun 500 mil kuzeybatısındaki Transantarktik Dağları’ndaki benzer bir ortamdan toprakları inceledi. Bu toprakları 20 ay boyunca 23°F’de (o vadide tipik bir yaz sıcaklığı) kuluçkaya yatırdığında hiçbir yaşam belirtisi göstermedi. Ancak toprak örneklerini donma noktasının birkaç derece üzerine ısıttığında, birçoğunda bakteri üremesi görüldü.
Bu toprakların yaşamdan yoksun olup olmadığı, onu nasıl tanımladığınıza bağlıdır.
Örneğin bilim adamları, binlerce yıl buzul buzunda sıkışıp kaldıktan sonra hala canlı olan bakteri hücreleri buldular. Kapana kısılmış durumdayken, hücreler metabolizmalarını bir milyon kat yavaşlatabilir. Artık büyümedikleri bir duruma girerler; buza nüfuz eden kozmik ışınlardan yaşadıkları DNA hasarını onarmaktan başka bir şey yapmıyorlar. Goordial, bu “yavaş kurtulanların” Üniversite Vadisi’nde tespit ettiği şeyler olabileceğini tahmin ediyor ve Dragone ve Fierer 10 kat daha fazla toprak analiz ederse, onları Roberts Massif veya Schroeder Hill’de de bulabileceklerinden şüpheleniyor.
