केंद्रीय अंटार्कटिका में चट्टानी रिज की मिट्टी में कभी भी सूक्ष्मजीव शामिल नहीं थे।
पहली बार, वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि पृथ्वी की सतह पर मिट्टी में कोई जीवन नहीं प्रतीत होता है। मिट्टी दो पवनचक्की से आती है, अंटार्कटिका के इंटीरियर में चट्टानी लकीरें, दक्षिण ध्रुव से 300 मील की दूरी पर, जहां हजारों फीट बर्फ पहाड़ों में प्रवेश करती है।
कोलोराडो बोल्डर की एक माइक्रोबियल इकोलॉजिस्ट नूह फायरर कहते हैं, "लोगों ने हमेशा सोचा है कि रोगाणु हार्डी थे और कहीं भी रह सकते थे।" आखिरकार, एकल-कोशिका वाले जीवों को हाइड्रोथर्मल वेंट्स में 200 डिग्री फ़ारेनहाइट से अधिक तापमान के साथ, अंटार्कटिका में आधे मील बर्फ के नीचे झीलों में और यहां तक ​​कि पृथ्वी के स्ट्रैटोस्फीयर से 120,000 फीट ऊपर भी पाया गया है। लेकिन एक साल के काम के बाद, फेरर और उनके डॉक्टरेट छात्र निकोलस ड्रैगन को अभी भी अंटार्कटिक मिट्टी में जीवन का कोई संकेत नहीं मिला है जो उन्होंने एकत्र किया था।
फायरर और ड्रैगोन ने 11 अलग -अलग पर्वत श्रृंखलाओं से मिट्टी का अध्ययन किया, जिसमें कई प्रकार की स्थितियों का प्रतिनिधित्व किया गया। जो निचले और कम ठंडे पहाड़ी क्षेत्रों से आते हैं, उनमें बैक्टीरिया और कवक होते हैं। लेकिन दो उच्चतम, सूखी और ठंडी पर्वत श्रृंखलाओं के कुछ पहाड़ों में जीवन के कोई संकेत नहीं हैं।
"हम नहीं कह सकते कि वे बाँझ हैं," फेरर ने कहा। माइक्रोबायोलॉजिस्ट मिट्टी के एक चम्मच में लाखों कोशिकाओं को खोजने के आदी हैं। इसलिए, एक बहुत छोटी संख्या (जैसे 100 व्यवहार्य कोशिकाएं) का पता लगाने से बच सकती है। "लेकिन जहां तक ​​हम जानते हैं, उनके पास कोई सूक्ष्मजीव नहीं है।"
चाहे कुछ मिट्टी वास्तव में जीवन से रहित हो या बाद में कुछ जीवित कोशिकाओं को शामिल करने के लिए खोजा जाता है, हाल ही में JGR Biogeosciences पत्रिका में प्रकाशित नए निष्कर्ष मंगल पर जीवन की खोज में मदद कर सकते हैं। अंटार्कटिक मिट्टी स्थायी रूप से जमे हुए है, विषाक्त लवणों से भरा है, और दो मिलियन वर्षों के लिए अधिक तरल पानी नहीं है - मार्टियन मिट्टी के समान।
उन्हें जनवरी 2018 में एक राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन-वित्त पोषित अभियान के दौरान एकत्र किया गया था, जो ट्रांसएंटार्कटिक पर्वत के दूरदराज के क्षेत्रों में था। वे महाद्वीप के इंटीरियर से गुजरते हैं, जो पश्चिम में निचले स्तर की बर्फ से पूर्व में उच्च ध्रुवीय पठार को अलग करते हैं। वैज्ञानिकों ने शेकलटन ग्लेशियर पर शिविर स्थापित किया, जो बर्फ का एक 60 मील कन्वेयर बेल्ट है जो पहाड़ों में एक चैस को बहता है। उन्होंने उच्च ऊंचाई पर उड़ान भरने और ग्लेशियर के ऊपर और नीचे नमूने एकत्र करने के लिए हेलीकॉप्टरों का उपयोग किया।
एक ग्लेशियर के पैर में गर्म, गीले पहाड़ों में, समुद्र तल से कुछ सौ फीट ऊपर, उन्होंने पाया कि मिट्टी एक तिल के बीज से छोटे जानवरों द्वारा बसाई गई थी: सूक्ष्म कीड़े, आठ-पैर वाले टार्डिग्राड, रोटिफ़र्स और छोटे कीड़े। स्प्रिंगटेल कहा जाता है। पंखों वाले कीड़े। इन नंगे, रेतीले मिट्टी में एक हजारवीं से कम बैक्टीरिया में एक अच्छी तरह से प्रबंधित लॉन में पाए जाने वाले बैक्टीरिया की मात्रा होती है, जो सतह के नीचे दुबके हुए छोटे शाकाहारी लोगों के लिए भोजन प्रदान करने के लिए पर्याप्त है।
लेकिन जीवन के ये संकेत धीरे -धीरे गायब हो गए क्योंकि टीम ने ग्लेशियर में उच्च पहाड़ों का दौरा किया। ग्लेशियर के शीर्ष पर, उन्होंने दो पहाड़ों का दौरा किया -माउंट श्रोएडर और माउंट रॉबर्ट्स - जो 7,000 फीट से अधिक ऊंचे हैं।
श्रोएडर माउंटेन की यात्रा क्रूर थी, बायरन एडम्स को याद करते हुए, प्रोवो, यूटा में ब्रिघम यंग यूनिवर्सिटी के एक जीवविज्ञानी, जिन्होंने परियोजना का नेतृत्व किया। इस गर्मी के दिन का तापमान 0 ° F के करीब है। हॉलिंग की हवा ने धीरे -धीरे बर्फ और बर्फ को वाष्पित कर दिया, पहाड़ों को नंगे छोड़ दिया, बगीचे के फावड़े को उठाने और फेंकने के लिए एक निरंतर खतरा, जो उन्होंने रेत को खोदने के लिए लाया था। भूमि को लाल रंग के ज्वालामुखी चट्टानों में कवर किया गया है, जो हवा और बारिश से सैकड़ों लाखों वर्षों में मिट गए हैं, जिससे उन्हें पिटाई और पॉलिश हो गई है।
जब वैज्ञानिकों ने चट्टान को उठा लिया, तो उन्हें पता चला कि इसका आधार सफेद लवणों की एक क्रस्ट के साथ कवर किया गया था - पर्क्लोरेट, क्लोरेट और नाइट्रेट के टोक्सिक क्रिस्टल। रॉकेट ईंधन और औद्योगिक ब्लीच में उपयोग किए जाने वाले संक्षारक-रिएक्टिव लवण, पेरोक्लैट्स और क्लोरेट, मंगल की सतह पर बहुतायत में पाए जाते हैं। धोने के लिए कोई पानी नहीं होने के कारण, इन सूखे अंटार्कटिक पहाड़ों पर नमक जमा होता है।
"यह मंगल पर नमूने की तरह है," एडम्स ने कहा। जब आप एक फावड़े को चिपकाते हैं, "आप जानते हैं कि आप मिट्टी को हमेशा के लिए परेशान करने वाली पहली चीज हैं - शायद लाखों साल।"
शोधकर्ताओं ने सुझाव दिया कि इस तरह की उच्च ऊंचाई पर और कठोर परिस्थितियों में, वे अभी भी मिट्टी में जीवित सूक्ष्मजीवों को पाएंगे। लेकिन उन उम्मीदों पर 2018 के अंत में फीका पड़ने लगा, जब ड्रैगन ने गंदगी में माइक्रोबियल डीएनए का पता लगाने के लिए पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) नामक एक तकनीक का इस्तेमाल किया। ड्रैगन ने ग्लेशियर के ऊपर और नीचे पहाड़ों से 204 नमूनों का परीक्षण किया। निचले, कूलर पहाड़ों से नमूने बड़ी मात्रा में डीएनए प्राप्त करते हैं; लेकिन माउंट श्रोएडर और रॉबर्ट्स मासिफ के अधिकांश सहित उच्च ऊंचाई से अधिकांश नमूने (20%), किसी भी परिणाम के लिए परीक्षण नहीं किया गया था, यह दर्शाता है कि वे बहुत कम सूक्ष्मजीवों या शायद कोई भी नहीं थे।
"जब उन्होंने पहली बार मुझे कुछ परिणाम दिखाना शुरू किया, तो मैंने सोचा, 'कुछ गलत है," फेरेल ने कहा। उन्होंने सोचा कि नमूने या प्रयोगशाला उपकरणों के साथ कुछ गलत होना चाहिए।
ड्रैगन ने जीवन के संकेतों की खोज के लिए अतिरिक्त प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की। उन्होंने यह देखने के लिए ग्लूकोज के साथ मिट्टी का इलाज किया कि क्या मिट्टी में कुछ जीवों ने इसे कार्बन डाइऑक्साइड में बदल दिया है। वह एटीपी नामक एक रसायन की खोज करने की कोशिश कर रहा था, जिसका उपयोग पृथ्वी पर सभी जीवन द्वारा ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। कई महीनों के लिए, उन्होंने विभिन्न पोषक तत्वों के मिश्रण में मिट्टी के टुकड़ों की खेती की, जो मौजूदा सूक्ष्मजीवों को उपनिवेशों में विकसित करने के लिए मनाने की कोशिश कर रहे थे।
"निक ने इन नमूनों पर रसोई सिंक फेंक दिया," फेरेल ने कहा। इन सभी परीक्षणों के बावजूद, उन्हें अभी भी कुछ मिट्टी में कुछ भी नहीं मिला। "यह वास्तव में आश्चर्यजनक है।"
कनाडा में गुलेफ विश्वविद्यालय में एक पर्यावरणीय सूक्ष्मजीवविज्ञानी जैकलीन गुरदियल, परिणामों को "मोहक" कहते हैं, विशेष रूप से ड्रैगन के प्रयासों को यह निर्धारित करने के लिए कि किसी दिए गए स्थान पर सूक्ष्मजीवों को खोजने की संभावना को प्रभावित करने के लिए क्या कारक हैं। उन्होंने पाया कि उच्च ऊंचाई और उच्च क्लोरेट सांद्रता जीवन का पता लगाने में विफलता के सबसे मजबूत भविष्यवक्ता थे। "यह एक बहुत ही दिलचस्प खोज है," गुडइयर ने कहा। "यह हमें पृथ्वी पर जीवन की सीमाओं के बारे में बहुत कुछ बताता है।"
वह पूरी तरह से आश्वस्त नहीं है कि उनकी मिट्टी वास्तव में बेजान है, आंशिक रूप से अंटार्कटिका के एक अन्य हिस्से में अपने अनुभवों के कारण।
कई साल पहले, उसने ट्रांसएंटार्कटिक पर्वत में एक समान वातावरण से मिट्टी का अध्ययन किया था, शेकलटन ग्लेशियर के उत्तर -पश्चिम में 500 मील की दूरी पर एक जगह जिसे यूनिवर्सिटी वैली कहा जाता है, जिसमें 120,000 वर्षों तक महत्वपूर्ण नमी या पिघला हुआ तापमान नहीं था। जब उसने इसे 20 महीने के लिए 23 ° F पर ऊष्मायन किया, तो घाटी में एक विशिष्ट गर्मी का तापमान, मिट्टी ने जीवन के कोई संकेत नहीं दिखाए। लेकिन जब उसने मिट्टी के नमूनों को ठंड से कुछ डिग्री ऊपर गर्म किया, तो कुछ ने बैक्टीरिया की वृद्धि दिखाई।
उदाहरण के लिए, वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि ग्लेशियरों में हजारों वर्षों के बाद भी बैक्टीरिया की कोशिकाएं जीवित रहती हैं। जब वे फंस जाते हैं, तो सेल का चयापचय एक मिलियन बार धीमा हो सकता है। वे एक ऐसी स्थिति में जाते हैं जिसमें वे अब नहीं बढ़ते हैं, लेकिन केवल डीएनए क्षति की मरम्मत करते हैं जो कि कॉस्मिक किरणों के कारण बर्फ को भेदते हैं। गुडइयर का अनुमान है कि ये "धीमी गति से बचे" हो सकते हैं जो उसने कॉलेज वैली में पाए गए थे - उन्हें संदेह है कि अगर ड्रैगोन और फायरर ने 10 गुना अधिक मिट्टी का विश्लेषण किया था, तो वे उन्हें रॉबर्ट्स मासिफ या श्रोएडर माउंटेन में पा सकते हैं।
ब्रेंट क्रिस्टनर, जो गेन्सविले में फ्लोरिडा विश्वविद्यालय में अंटार्कटिक रोगाणुओं का अध्ययन करते हैं, का मानना ​​है कि ये उच्च-ऊंचाई, शुष्क मिट्टी मंगल पर जीवन की खोज को बेहतर बनाने में मदद कर सकती है।
उन्होंने कहा कि वाइकिंग 1 और वाइकिंग 2 अंतरिक्ष यान, जो 1976 में मंगल पर उतरे, ने अंटार्कटिका के तट के पास कम-झूठ वाली मिट्टी के अध्ययन पर आधारित जीवन-पता लगाने के प्रयोगों का संचालन किया, एक क्षेत्र जिसे सूखी घाटियों कहा जाता है। इनमें से कुछ मिट्टी गर्मियों में मेल्टवाटर से गीली हो जाती हैं। इनमें न केवल सूक्ष्मजीव होते हैं, बल्कि कुछ स्थानों पर छोटे कीड़े और अन्य जानवर भी होते हैं।
इसके विपरीत, माउंट रॉबर्ट्स और माउंट श्रोएडर की उच्च, सूखी मिट्टी मार्टियन उपकरणों के लिए बेहतर परीक्षण आधार प्रदान कर सकती है।
"मंगल की सतह बहुत खराब है," क्रिस्टनर ने कहा। "पृथ्वी पर कोई भी जीव सतह पर जीवित नहीं रह सकता है" - कम से कम शीर्ष इंच या दो। जीवन की तलाश में वहां जाने वाले किसी भी अंतरिक्ष यान को पृथ्वी पर कुछ कठोर स्थानों में संचालित करने के लिए तैयार रहना चाहिए।
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