חיידקים עתיקים יכולים לשרוד קרוב לפני השטח של מאדים הרבה יותר זמן ממה שהניחו בעבר. במחקר ראשון מסוגו, צוות מחקר שכלל את בריאן הופמן ואג'אי שארמה מאוניברסיטת נורת'ווסטרן, עלה עוד כי ככל שהחיידקים הללו קבורים עמוק יותר, הם הופכים מוגנים יותר מקרינה קוסמית גלקטית ומפרוטונים סולאריים, ובכך יכולים לשרוד לפרק זמן ממושך יותר. לפיכך, כאשר דגימות ממאדים יגיעו לכדור הארץ, קיים סיכוי סביר כי יהיו בהן חיידקים מזהמים.
ממצאי המחקר, שפורסם בכתב העת Astrobiology, מחזקים את האפשרות שאם אי פעם יתפתחו חיים על מאדים, השרידים הביולוגיים שלהם עשויים להתגלות במשימות עתידיות שמיועדות לחפש אחר סימני חיים בסביבה הקדומה או הנוכחית של מאדים, כמו למשל אקסו מארס (ExoMars) או בשם הנוסף רובר רוזלינד פרנקלין ו-Mars Life Explorer, זאת באמצעות קידוח לעומק של כ-2 מטרים מתחת לפני השטח של כוכב הלכת הרביעי במערכת השמש.
יחד עם זאת, כיוון שהמדענים הוכיחו שזנים מסוימים של חיידקים יכולים לשרוד למרות הסביבה הקשה של מאדים, אין לפסול את האפשרות לפיה אסטרונאוטים עתידיים ותיירי חלל עלולים לזהם את מאדים בטעות בחיידקים שהם יישאו עימם. "אורגניזמי המודל שלנו משמשים כספק מידע הן לזיהום של מאדים, והן לזיהום של כדור הארץ, אשר משניהם יש להימנע. חשוב לציין, לממצאים הללו יש גם השלכות הגנה ביולוגית, מכיוון שהאיום של גורמים ביולוגיים, כמו אנתרקס, נותר כנושא מדאיג לאנושות", אמר מייקל דיילי, פרופ' לפתולוגיה באוניברסיטה למדעי הבריאות וחבר בוועדת האקדמיות הלאומיות להגנה פלנטרית, שהוביל את המחקר. "הגענו למסקנה שזיהום יבשתי על מאדים יהיה בעצם קבוע - לאורך פרקי זמן של מיליוני שנים. זה עלול לסבך את המאמצים המדעיים לחפש חיים של מאדים. כמו כן, אם חיידקים התפתחו על מאדים, הם יכולים להיות מסוגלים לשרוד עד ימינו. זה אומר שהחזרת דגימות משם עלולה לזהם את כדור הארץ", הוסיף הופמן - פרופ' לכימיה ופרופ' לביו-מדעים מולקולריים באוניברסיטת נורת'ווסטרן.
הסביבה על כוכב מאדים קשה ולא סלחנית. התנאים הצחיחים והקפואים שנאמדים בטמפרטורה ממוצעת של 63- מעלות צלזיוס בקווי הרוחב האמצעיים, גורמים לכוכב הלכת האדום להפוך למקום בלתי אפשרי לחיים. אם לא די בכך, הרי שמאדים גם מופגז ללא הרף על ידי קרינה קוסמית גלקטית אינטנסיבית ופרוטונים סולאריים, מה שרק מחמיר את התנאים על פני השטח, כשחשוב לציין כי לכוכב הלכת אין את ההגנה מפניהם, זאת בניגוד לכדור הארץ שהאטמוספירה והשדה המגנטי שלו מסיטים את רוב הקרינה לפני שהיא מגיעה אל פני השטח, כך שהמינון נותר נמוך למדי. כדי לחקור אם חיים יכולים לשרוד בתנאים אלה או לא, דיילי, הופמן ועמיתיהם קבעו תחילה את גבולות ההישרדות של חיים מיקורביאליים תחת קרינה מייננת. לאחר מכן, הם חשפו שישה סוגים של חיידקים ופטריות מכדור הארץ למשטח מדומה של מאדים - שהוא קפוא ויבש - והפעילו עליהם לחצים של קרני גמא או פרוטונים, על מנת לחקות קרינה בחלל. "אין מים זורמים או מים משמעותיים באטמוספירה של מאדים, כך שתאים ונבגים עתידים להתייבש בתנאים אלה. ידוע שטמפרטורת פני השטח של מאדים דומה בערך לקרח יבש, כך שמדובר באזור קפוא לעומק רב", הסביר הופמן.
בסופו של דבר, החוקרים קבעו שכמה מיקרואורגניזמים יבשתיים יכולים לשרוד על מאדים על פני לוחות זמנים גיאולוגיים של מאות מיליוני שנים. למעשה, החוקרים גילו שחיידק חזק אחד, Deinococcus radiodurans, אשר בשל קשיחותו זכה לכינוי "קונאן החיידק" (בעקבות קונאן הברברי). תכונותיו מאפשרות לו לשרוד בתנאים הקשים של מאדים, כשבניסויים החדשים, הוא שרד כמויות אסטרונומיות של קרינה בסביבה המקפיאה והצחיחה – הרבה יותר מאשר נבגי הבצילוס (Bacillus), שיכולים לשרוד על פני כדור הארץ במשך מיליוני שנים ובתנאים קיצוניים. כדי לבדוק את השפעות הקרינה, הצוות חשף דגימות למינונים גדולים של קרינת גמא ופרוטונים - אופייניים למה שמאדים קולט מתחת לפני השטח הקרוב שלו - ולמינונים קטנים בהרבה, שהיו מתרחשים אם מיקרואורגניזם היה קבור בעומק השטח של מאדים. לאחר מכן, הצוות של הופמן באוניברסיטת נורת'ווסטרן השתמש בטכניקת ספקטרוסקופיה מתקדמת למדידת הצטברות של נוגדי חמצון בדמות מנגן בתאי המיקרואורגניזמים המוקרנים.
4 צפייה בגלריה
Deinococcus radiodurans (המכונה "קונאן החיידק") אשר מתאים במיוחד לשרוד בסביבה הקשה של מאדים
(צילום: Michael J. Daly/USU)
4 צפייה בגלריה
Deinococcus radiodurans (המכונה "קונאן החיידק") אשר מתאים במיוחד לשרוד בסביבה הקשה של מאדים
(צילום: Michael J. Daly/USU)
לדברי הופמן, גודל מנת הקרינה שמיקרואורגניזם או הנבגים שלו יכולים לשרוד, עומד בקורלציה לכמות נוגדי החמצון מסוג מנגן שהוא יכול להכיל. לכן, יותר נוגדי חמצון מסוג מנגן פירושו עמידות רבה יותר לקרינה - והישרדות משופרת יותר. במחקרים קודמים, נמצא ש"קונאן החיידק", העודו תלוי בנוזל, יכול לשרוד 25 אלף גריי (יחידות קרינה), שווה ערך לכ-1.2 מיליון שנים ממש מתחת לפני השטח של מאדים. אבל המחקר החדש מצא שכאשר החיידק מיובש, קפוא וקבור בעומק השטח של הכוכב - מה שיהיה אופייני לסביבה של מאדים - הוא יכול לגלות עמידות גם ל-140 אלף גריי - מינון הגדול פי 28 אלף מהכמות הדרושה להמתת אדם. למרות שחיידק קשוח זה יכול היה לשרוד רק שעות ספורות על פני השטח כשהוא שטוף באור אולטרה סגול, חייו משתפרים באופן דרמטי כאשר הוא מוצל או ממוקם ישירות מתחת לפני השטח של מאדים, כך שאם הוא קבור רק 10 ס"מ מתחת לפני השטח של כוכב הלכת השני הקטן ביותר במערכת השמש (גדול רק מכוכב חמה), אז תקופת ההישרדות שלו תעלה ל-1.5 מיליון שנים, בעוד שאם הוא יהיה קבור בעומק של 10 מטרים, החיידק שצבעו כתום כדלעת יכול לשרוד 280 מיליון שנים.
הישג ההישרדות המדהים הזה נובע חלקית מהמבנה הגנומי של החיידק, זאת לאחר שהחוקרים גילו כי הכרומוזומים והפלסמידים של "קונאן החיידק" קשורים זה לזה, שומרים אותם בהתאמה מושלמת ומוכנים לתיקון לאחר חשיפה לקרינה אינטנסיבית. זה אומר שאם חיידק, בדומה ל"קונאן החיידק", התפתח בתקופה שבה זרמו מים בפעם האחרונה על מאדים, אזי ששרידיו עדיין יכולים להיות רדומים בעומק שמתחת לפני הקרקע של מאדים. "למרות ש- Deinococcus radiodurans שנקבר בעומק הקרקע של מאדים לא יכול היה לשרוד במצב רדום במשך טווח זמן משוער של 2 עד 2.5 מיליארד שנים מאז נעלמו המים הזורמים על מאדים, הרי שסביבות כאלה משתנות באופן קבוע ומושפעות על ידי פגיעות מטאוריטים. אנו סבורים שהתכה תקופתית יכולה לאפשר אכלוס מחדש ופיזור לסירוגין. כמו כן, אם חיים היו קיימים אי פעם על אדמת מאדים, גם אם צורות חיים ברות קיימא לא קיימות כעת על פני כוכב הלכת, אז המקרומולקולות והנגיפים שלהם ישרדו הרבה יותר זמן. זה מחזק את ההסתברות שאם אי פעם התפתחו חיים על פני מאדים, הרי שזה יתגלה במשימות עתידיות", אמר דיילי.
