W klasycznej powieści H.G. Wellsa „Wojna Światów” najeźdźcy z Marsa zostali pokonani nie przez ludzki oręż, lecz przez bakterie, na które ich organizmy nie były uodpornione. Dziś, gdy ludzkość intensyfikuje przygotowania do misji załogowych i kolonizacji Czerwonej Planety, nauka sugeruje zaskakujący zwrot akcji. Okazuje się, że to Mars może posiadać naturalny mechanizm obronny – toksyczny regolit, który jest w stanie powstrzymać biologiczną inwazję z Ziemi. Najnowsze badania nad niesporczakami, jednymi z najbardziej wytrzymałych organizmów na naszej planecie, rzucają nowe światło na wyzwania i nadzieje związane z międzyplanetarną egzystencją.
Ochrona planetarna w praktyce
Zagadnienie tzw. ochrony planetarnej to jeden z najważniejszych filarów współczesnej astrobiologii. NASA oraz międzynarodowa organizacja COSPAR nakładają surowe rygory sterylizacji na każdą misję lądującą na obiektach, które mogą posiadać biosferę. Obecnie standardy wymagają, aby prawdopodobieństwo przeniesienia ziemskiego mikroba na powierzchnię innej planety wynosiło mniej niż 1 do 10 000. Dlaczego jest to tak istotne? Po pierwsze, ziemskie organizmy mogłyby zniszczyć potencjalne natywne życie na Marsie, zanim w ogóle zdążylibyśmy je odkryć. Po drugie, zanieczyszczenie biologiczne mogłoby zafałszować przyszłe wyniki badań – wykrycie „życia” na Marsie mogłoby się okazać jedynie znalezieniem pasażera na gapę, który przyleciał z Florydy lub Kazachstanu.
Naukowcy pod przewodnictwem prof. Corien Bakermans z Pennsylvania State University postanowili sprawdzić, jak surowe marsjańskie środowisko reaguje na ziemskich „ekstremofilów”. Wyniki ich pracy, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie International Journal of Astrobiology, sugerują, że Mars może być znacznie mniej gościnny dla ziemskiego życia, niż wcześniej sądzono, co paradoksalnie ułatwia zadanie agencjom kosmicznym dbającym o czystość biologiczną.
Niesporczaki kontra marsjański pył
Do eksperymentu wykorzystano niesporczaki, znane również jako „wodne niedźwiadki”. Te mikroskopijne zwierzęta, osiągające zaledwie pół milimetra długości, słyną ze zdolności do przetrwania w próżni kosmicznej, ekstremalnym promieniowaniu i temperaturach bliskich zeru absolutnemu. Zespół profesor Bakermans wystawił te stworzenia na działanie dwóch rodzajów symulantów regolitu marsjańskiego – substancji chemicznie identycznych z pyłem, który pokrywa Czerwoną Planetę, a których skład znamy dzięki pomiarom dokonanym przez łazik Curiosity.
Pierwszy z nich, MGS-1, odwzorowuje ogólne właściwości marsjańskiego pyłu rozprzestrzenionego na całej planecie. Drugi, OUCM-1, jest precyzyjnym odpowiednikiem obszaru Rocknest w Kraterze Gale. Wyniki eksperymentu były dla badaczy zaskakujące. O ile w symulancie OUCM-1 niesporczaki radziły sobie stosunkowo dobrze, o tyle kontakt z ogólnoplanetarnym pyłem MGS-1 wywołał u nich gwałtowną reakcję obronną. Już w ciągu dwóch dni większość osobników zapadła w stan anhidrobiozy – formę uśpienia (kryptobiozy) wywołaną odwodnieniem, która pozwala im przetrwać w niekorzystnych warunkach, ale uniemożliwia normalne funkcjonowanie i rozmnażanie.
Toksyczna bariera i szansa na rolnictwo
„Byliśmy zaskoczeni tym, jak niszczycielski okazał się symulant MGS-1” – przyznała prof. Bakermans. Naukowcy wysunęli hipotezę, że w regolicie znajdują się wysoce toksyczne, rozpuszczalne w wodzie związki, prawdopodobnie sole lub nadchlorany, które działają hamująco na procesy metaboliczne zwierząt. Aby zweryfikować tę teorię, badacze przeprowadzili prosty zabieg: przepłukali marsjański pył wodą. Wynik był spektakularny – po usunięciu toksyn niesporczaki w oczyszczonym regolicie nie wykazywały już objawów stresu i mogły funkcjonować normalnie.
To odkrycie ma dwojakie znaczenie dla przyszłości eksploracji kosmosu. Z jednej strony, naturalna toksyczność regolitu stanowi „tarczę”, która może skutecznie neutralizować przypadkowe zanieczyszczenia biologiczne z Ziemi, co pozwala na nieco większy optymizm w kwestii ochrony planetarnej. Z drugiej strony, daje to jasną instrukcję przyszłym kolonizatorom: marsjańska ziemia, choć obecnie martwa i nieorganiczna, może zostać przekształcona w żyzną glebę. Kluczem do sukcesu jest proces „odsalania” i wypłukiwania toksyn.
Ku marsjańskim uprawom
Docelowo naukowcy chcą przekształcić jałowy regolit w glebę organiczną, zdolną do podtrzymania wzrostu roślin, które będą produkować tlen i żywność dla astronautów. Do tego procesu niezbędna jest jednak współpraca z mikroorganizmami i drobnymi zwierzętami, takimi jak nicienie czy właśnie niesporczaki, które pełnią rolę naturalnych „użyźniaczy”. Skoro wiemy już, że przeszkodą nie jest sama struktura regolitu, lecz konkretne substancje chemiczne możliwe do usunięcia, wizja marsjańskich szklarni staje się o krok bliższa realizacji.
Obecnie Mars jest planetą suchą i mroźną, gdzie woda występuje głównie w formie lodu na biegunach lub w wiecznej zmarzlinie. Jednak perspektywa wykorzystania tych zasobów do „przemywania” regolitu otwiera drzwi do stworzenia zamkniętych ekosystemów. Badania zespołu Bakermans udowadniają, że choć Czerwona Planeta broni się przed ziemskim życiem, my powoli uczymy się, jak te bariery bezpiecznie i skutecznie przełamywać, przygotowując grunt pod przyszłe pokolenia marsjańskich pionierów.