Khi nói đến việc tìm kiếm vi khuẩn trên sao Hỏa , việc gửi một rô bốt đến môi trường khô cằn nhất trên Trái đất là một cách tốt để bắt đầu. Và, nếu chúng ta tìm thấy những sinh vật đơn bào này trên hành tinh đỏ, các nhà khoa học có ý tưởng về việc chúng ta có thể đặt tên cho chúng.
Như được mô tả trong một nghiên cứu vào tháng 2 năm 2019 được công bố trên tạp chí Frontiers in Microbiology , một nhóm các nhà nghiên cứu đã khám phá môi trường khắc nghiệt của sa mạc Atacama của Chile. Họ muốn phát triển các chiến lược mà các nhà thám hiểm robot trong tương lai có thể sử dụng để tìm kiếm nơi ẩn náu của các vi khuẩn trên sao Hỏa.
Vào năm 2020, cả NASA và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu sẽ khởi động các tàu săn tìm sự sống đầu tiên của họ lên hành tinh đỏ (tương ứng là các sứ mệnh thám hiểm Sao Hỏa 2020 và ExoMars), vì vậy các nhà quản lý sứ mệnh sẽ cần biết nơi để tìm.
Sao hỏa ... trên trái đất
Sa mạc Atacama cực kỳ khắc nghiệt đối với sự sống để tạo ra một sự tồn tại. Khu vực này không chỉ khô như xương - phần lõi của sa mạc không nhận được bất kỳ lượng mưa nào trong nhiều thập kỷ - vì độ cao của nó, nó còn nhận được mức độ bức xạ cực tím có hại cao. Cộng với đất cực kỳ mặn. Những yếu tố này có thể khiến sa mạc Atacama trở nên độc hại đối với sự sống, nhưng theo trưởng nhóm Stephen Pointing, giáo sư tại Đại học Yale-NUS ở Singapore, một số loài vi khuẩn ngay dưới bề mặt "tồn tại ngay ở giới hạn khả năng sinh sống." Và đây là một tin rất vui cho triển vọng tìm thấy vi khuẩn trên sao Hỏa.
Nhóm của Pointing đã triển khai một máy khoan và thiết bị lấy mẫu tự động gắn trên máy bay ở sa mạc Atacama để xem liệu nó có thể lấy mẫu đất chứa vi khuẩn xuống độ sâu 80 cm (hơn 2,5 feet một chút) hay không. Để so sánh, các mẫu cũng được đào lên bằng tay. Thông qua giải trình tự DNA, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng đời sống vi khuẩn trong các mẫu từ cả hai phương pháp là tương tự nhau, xác nhận rằng những vi khuẩn cứng cáp này tồn tại và phương pháp chiết xuất tự động đã thành công. Lần chạy thử nghiệm này làm dấy lên hy vọng rằng nếu vi khuẩn cũng phát triển mạnh ngay bên dưới bề mặt sao Hỏa, một con robot có thể tìm thấy chúng.
Pointing nói: “Những kết quả này là nguyên nhân cho sự lạc quan rằng sự sống của vi khuẩn có thể chịu đựng được các điều kiện của bề mặt sao Hỏa. Tuy nhiên, ông cảnh báo, việc tìm ra các đặc điểm sinh học của vi sinh vật trên sao Hỏa có thể rất khó khăn đối với một tàu thám hiểm sao Hỏa được vận hành từ xa vì họ phát hiện ra rằng quần thể vi khuẩn dưới bề mặt cực kỳ loang lổ, tương quan với mức độ muối tăng lên làm hạn chế nguồn nước cung cấp cho vi khuẩn truy cập vào.
Ông nói: “Bản chất loang lổ của quá trình thuộc địa gợi ý rằng một người thám hiểm sẽ phải đối mặt với tình huống 'mò kim đáy bể' trong việc tìm kiếm vi khuẩn trên sao Hỏa," ông nói.
Sống dưới lòng đất
Các nghiên cứu trước đây đã mô tả quần thể vi khuẩn quang hợp "tương đối không nổi bật" (vi sinh vật lấy năng lượng từ ánh sáng mặt trời) phổ biến ở khắp nơi trên bề mặt sa mạc. Mọi thứ bắt đầu trở nên thú vị hơn rất nhiều - và thực sự là có nhiều người ngoài hành tinh hơn - ngay dưới bề mặt, Pointing cho biết thêm.
Ông nói: “Chúng tôi thấy rằng với độ sâu ngày càng tăng, cộng đồng vi khuẩn trở nên thống trị bởi vi khuẩn có thể phát triển mạnh trong đất cực kỳ mặn và kiềm,” ông nói. "Chúng lần lượt được thay thế ở độ sâu 80 cm bởi một nhóm vi khuẩn cụ thể duy nhất tồn tại bằng cách chuyển hóa mêtan."
Những vi khuẩn chuyên biệt này đã từng được tìm thấy trước đây trong các hầm mỏ sâu và các môi trường dưới lòng đất khác, nhưng chúng chưa bao giờ được nhìn thấy bên dưới bề mặt của một sa mạc khô cằn. Pointing nói: “Các cộng đồng vi khuẩn mà chúng tôi phát hiện ra rất thiếu tính phức tạp và điều này có thể phản ánh sự căng thẳng tột độ mà chúng phát triển.
Việc tìm thấy các vi khuẩn chuyên biệt cao có thể phát triển mạnh trong các loại đất cực kỳ khô, mặn và kiềm giống như sao Hỏa ở sa mạc Atacama cho thấy vi khuẩn sử dụng khí mêtan cũng có thể phát triển mạnh trên hành tinh đỏ.
Nếu bạn nhớ lại câu chuyện xôn xao về việc khám phá ra mức độ cao của mêtan được quan sát trên sao Hỏa bởi các tàu vũ trụ khác nhau trong những năm qua (gần đây nhất là các phép đo được thực hiện bởi Curiosity rover của NASA), bạn sẽ hiểu tại sao mêtan trên sao Hỏa lại là một vấn đề lớn. Trên Trái đất, các quá trình sinh học và địa chất tạo ra khí mê-tan, và đến lượt nó, các vi sinh vật có thể chuyển hóa khí mê-tan thành năng lượng.
Việc phát hiện ra khí mê-tan trong bầu khí quyển sao Hỏa có thể có nghĩa là có một loại sinh học đang hoạt động nào đó đang diễn ra dưới lòng đất. Để xác nhận điều này, chúng tôi cần các nhiệm vụ tìm kiếm vi khuẩn sẽ khoan sâu bên dưới bề mặt - và bây giờ chúng tôi có một chiến lược để theo dõi chúng.
Vi khuẩn sao Hỏa được gọi là gì
Nếu sự sống của vi sinh vật được tìm thấy trên sao Hỏa, nó chắc chắn sẽ là khám phá khoa học quan trọng nhất trong lịch sử loài người. Tuy nhiên, trong truyền thống tự hào của con người về việc đặt tên cho những thứ mới, chúng ta sẽ gọi những người hàng xóm trên Sao Hỏa mới được phát hiện của chúng ta là gì? Chúng ta sẽ sao chép hệ thống cách chúng ta đặt tên cho sự sống trên Trái đất?
Pointing nói: “Cách chúng tôi gán tên Latinh cho vi khuẩn [trên cạn] dựa trên mối quan hệ tiến hóa của chúng với nhau và chúng tôi đo lường điều này bằng cách sử dụng mã di truyền của chúng. "Việc đặt tên cho vi khuẩn sao Hỏa sẽ yêu cầu một bộ tên Latinh hoàn toàn mới ở cấp độ cao nhất nếu vi khuẩn sao Hỏa là một dòng tiến hóa hoàn toàn riêng biệt - tức là chúng tiến hóa từ một tổ tiên chung khác với vi khuẩn Trái đất trong một sự kiện 'phát sinh thứ hai'."
Đúng là, nếu chúng ta tìm thấy mã di truyền của sự sống trên sao Hỏa giống với sự sống ở Trái đất, thì có thể sự sống đã được chuyển từ Trái đất sang sao Hỏa trong quá khứ cổ đại thông qua một tác động lớn - một cơ chế được gọi là panspermia - nhưng nếu chúng ta thực sự tìm thấy mã di truyền mới xuất hiện trên sao Hỏa, ý nghĩa đối với sự hiểu biết của chúng ta về sự sống sẽ rất sâu sắc.
Pointing kết luận: "Nếu chúng tôi tìm thấy vi khuẩn sao Hỏa thực sự 'bản địa', tôi rất muốn đặt tên cho một loại vi khuẩn này và gọi nó là siêu sao Planeta- sa mạc, dịch theo tiếng Latinh có nghĩa là 'người sống sót trên hành tinh sa mạc.'
Bây giờ điều đó thật thú vị
Bạn có thể không nhìn thấy nhiều thảm thực vật hoặc mưa ở sa mạc Atacama, nhưng bạn sẽ thấy rất nhiều ngôi sao. Khu vực này là nơi có Đài quan sát ALMA và một ngành du lịch chiêm tinh đang phát triển cho tất cả những người ngắm sao.
