મધ્ય એન્ટાર્કટિકામાં આવેલા ખડકાળ પર્વતમાળાની માટીમાં ક્યારેય સુક્ષ્મસજીવો જોવા મળ્યા નથી.
પહેલી વાર, વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે પૃથ્વીની સપાટી પરની માટીમાં કોઈ જીવન નથી. આ માટી એન્ટાર્કટિકાના આંતરિક ભાગમાં બે પવનથી ચાલતી, ખડકાળ પહાડીઓમાંથી આવે છે, જે દક્ષિણ ધ્રુવથી 300 માઇલ દૂર છે, જ્યાં હજારો ફૂટ બરફ પર્વતોમાં ઘૂસી જાય છે.
"લોકો હંમેશા માનતા આવ્યા છે કે સૂક્ષ્મજીવાણુઓ કઠિન હોય છે અને ગમે ત્યાં રહી શકે છે," યુનિવર્સિટી ઓફ કોલોરાડો બોલ્ડરના માઇક્રોબાયલ ઇકોલોજીસ્ટ નોહ ફાયર કહે છે, જેમની ટીમ માટીનો અભ્યાસ કરે છે. છેવટે, એકકોષીય જીવો 200 ડિગ્રી ફેરનહીટથી વધુ તાપમાનવાળા હાઇડ્રોથર્મલ વેન્ટ્સમાં, એન્ટાર્કટિકામાં અડધા માઇલ બરફ નીચે તળાવોમાં અને પૃથ્વીના સ્ટ્રેટોસ્ફિયરથી 120,000 ફૂટ ઉપર રહેતા જોવા મળ્યા છે. પરંતુ એક વર્ષના કાર્ય પછી, ફેરર અને તેમના ડોક્ટરલ વિદ્યાર્થી નિકોલસ ડ્રેગનને હજુ પણ એન્ટાર્કટિક માટીમાં જીવનના કોઈ ચિહ્નો મળ્યા નથી જે તેમણે એકત્રિત કરી હતી.
ફાયર અને ડ્રેગોને 11 અલગ અલગ પર્વતમાળાઓમાંથી માટીનો અભ્યાસ કર્યો, જે વિવિધ પરિસ્થિતિઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. જે નીચલા અને ઓછા ઠંડા પર્વતીય વિસ્તારોમાંથી આવે છે તેમાં બેક્ટેરિયા અને ફૂગ હોય છે. પરંતુ બે સૌથી ઊંચી, સૌથી સૂકી અને સૌથી ઠંડી પર્વતમાળાઓના કેટલાક પર્વતોમાં જીવનના કોઈ ચિહ્નો નથી.
"આપણે એમ ન કહી શકીએ કે તેઓ જંતુરહિત છે," ફેરરે કહ્યું. સૂક્ષ્મજીવવિજ્ઞાનીઓ એક ચમચી માટીમાં લાખો કોષો શોધવા માટે ટેવાયેલા છે. તેથી, ખૂબ જ ઓછી સંખ્યા (દા.ત. 100 સધ્ધર કોષો) શોધથી બચી શકે છે. "પરંતુ જ્યાં સુધી આપણે જાણીએ છીએ, તેમાં કોઈ સૂક્ષ્મજીવો નથી."
ભલે કોઈ માટી ખરેખર જીવનથી મુક્ત હોય કે પછી તેમાં કેટલાક જીવિત કોષો હોવાનું જાણવા મળ્યું હોય, તાજેતરમાં JGR બાયોજીઓસાયન્સ જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલા નવા તારણો મંગળ પર જીવનની શોધમાં મદદ કરી શકે છે. એન્ટાર્કટિક માટી કાયમ માટે થીજી ગઈ છે, ઝેરી ક્ષારથી ભરેલી છે, અને બે મિલિયન વર્ષોથી તેમાં વધુ પ્રવાહી પાણી નથી - મંગળની માટી જેવું જ.
જાન્યુઆરી 2018 માં ટ્રાન્સએન્ટાર્કટિક પર્વતોના દૂરના વિસ્તારોમાં નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવેલા અભિયાન દરમિયાન તેઓ એકત્રિત કરવામાં આવ્યા હતા. તેઓ ખંડના આંતરિક ભાગમાંથી પસાર થાય છે, જે પૂર્વમાં ઉચ્ચ ધ્રુવીય ઉચ્ચપ્રદેશને પશ્ચિમમાં નીચાણવાળા બરફથી અલગ કરે છે. વૈજ્ઞાનિકોએ શેકલટન ગ્લેશિયર પર કેમ્પ સ્થાપ્યો, જે 60 માઇલનો બરફનો કન્વેયર બેલ્ટ છે જે પર્વતોમાં ખાડામાં વહે છે. તેઓએ ઊંચાઈ પર ઉડવા અને ગ્લેશિયર ઉપર અને નીચે નમૂનાઓ એકત્રિત કરવા માટે હેલિકોપ્ટરનો ઉપયોગ કર્યો.
સમુદ્ર સપાટીથી માત્ર થોડાક સો ફૂટ ઉપર, ગ્લેશિયરની તળેટીમાં ગરમ, ભીના પર્વતોમાં, તેઓએ શોધ્યું કે જમીનમાં તલના બીજ કરતા નાના પ્રાણીઓ રહે છે: સૂક્ષ્મ કૃમિ, આઠ પગવાળા ટાર્ડિગ્રેડ, રોટીફર્સ અને નાના કૃમિ. જેને સ્પ્રિંગટેલ કહેવાય છે. પાંખવાળા જંતુઓ. આ ખુલ્લી, રેતાળ જમીનમાં સારી રીતે સંભાળેલા લૉનમાં જોવા મળતા બેક્ટેરિયાના એક હજારમા ભાગ કરતાં પણ ઓછા પ્રમાણમાં હોય છે, જે સપાટી નીચે છુપાયેલા નાના શાકાહારીઓ માટે ખોરાક પૂરો પાડવા માટે પૂરતા છે.
પરંતુ જીવનના આ ચિહ્નો ધીમે ધીમે અદૃશ્ય થઈ ગયા કારણ કે ટીમે ગ્લેશિયરમાં ઊંડા ઊંચા પર્વતોની મુલાકાત લીધી. ગ્લેશિયરની ટોચ પર, તેઓએ બે પર્વતો - માઉન્ટ શ્રોડર અને માઉન્ટ રોબર્ટ્સ - ની મુલાકાત લીધી, જે 7,000 ફૂટથી વધુ ઊંચા છે.
"શ્રોડેર પર્વતની મુલાકાતો ક્રૂર હતી," ઉટાહના પ્રોવોમાં બ્રિઘમ યંગ યુનિવર્સિટીના જીવવિજ્ઞાની બાયરન એડમ્સ યાદ કરે છે, જેમણે આ પ્રોજેક્ટનું નેતૃત્વ કર્યું હતું. આ ઉનાળાના દિવસે તાપમાન 0°F ની નજીક છે. જોરદાર પવન ધીમે ધીમે બરફ અને બરફનું બાષ્પીભવન કરી રહ્યો હતો, જેના કારણે પર્વતો ખુલ્લા પડી ગયા હતા, જે રેતી ખોદવા માટે લાવેલા બગીચાના પાવડાને ઉપાડવા અને ફેંકવા માટે સતત ખતરો હતો. જમીન લાલ રંગના જ્વાળામુખીના ખડકોથી ઢંકાયેલી છે જે લાખો વર્ષોથી પવન અને વરસાદ દ્વારા ધોવાણ પામ્યા છે, જેના કારણે તેમને ખાડા અને પોલિશ્ડ છોડી દેવામાં આવ્યા છે.
જ્યારે વૈજ્ઞાનિકોએ ખડક ઉપાડ્યો, ત્યારે તેમને ખબર પડી કે તેનો આધાર સફેદ ક્ષારના પોપડાથી ઢંકાયેલો હતો - પરક્લોરેટ, ક્લોરેટ અને નાઈટ્રેટના ઝેરી સ્ફટિકો. પરક્લોરેટ અને ક્લોરેટ, રોકેટ ઇંધણ અને ઔદ્યોગિક બ્લીચમાં વપરાતા કાટ લાગતા-પ્રતિક્રિયાશીલ ક્ષાર, મંગળની સપાટી પર પણ પુષ્કળ પ્રમાણમાં જોવા મળે છે. ધોવા માટે પાણી ન હોવાથી, આ સૂકા એન્ટાર્કટિક પર્વતો પર મીઠું એકઠું થાય છે.
"તે મંગળ પર નમૂના લેવા જેવું છે," એડમ્સે કહ્યું. જ્યારે તમે પાવડો અંદર નાખો છો, ત્યારે "તમે જાણો છો કે તમે કાયમ માટે - કદાચ લાખો વર્ષોમાં - માટીને ખલેલ પહોંચાડનાર પ્રથમ વ્યક્તિ છો."
સંશોધકોએ સૂચવ્યું હતું કે આટલી ઊંચાઈએ અને સૌથી કઠોર પરિસ્થિતિઓમાં પણ, તેઓ હજુ પણ જમીનમાં જીવંત સુક્ષ્મસજીવો શોધી શકશે. પરંતુ 2018 ના અંતમાં જ્યારે ડ્રેગને માટીમાં માઇક્રોબાયલ ડીએનએ શોધવા માટે પોલિમરેઝ ચેઇન રિએક્શન (PCR) નામની તકનીકનો ઉપયોગ કર્યો ત્યારે તે અપેક્ષાઓ ઝાંખી પડી ગઈ. ડ્રેગને ગ્લેશિયરની ઉપર અને નીચે પર્વતોમાંથી 204 નમૂનાઓનું પરીક્ષણ કર્યું. નીચલા, ઠંડા પર્વતોમાંથી નમૂનાઓમાં મોટી માત્રામાં DNA મળ્યું; પરંતુ માઉન્ટ શ્રોડર અને રોબર્ટ્સ મેસિફના મોટાભાગના સહિત ઊંચાઈવાળા મોટાભાગના નમૂનાઓ (20%) નું કોઈ પરિણામ માટે પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું ન હતું, જે દર્શાવે છે કે તેમાં ખૂબ ઓછા સુક્ષ્મસજીવો હતા અથવા કદાચ બિલકુલ નહોતા.
"જ્યારે તેણે મને પહેલી વાર કેટલાક પરિણામો બતાવવાનું શરૂ કર્યું, ત્યારે મને લાગ્યું, 'કંઈક ખોટું છે,'" ફેરેલ કહે છે. તેણે વિચાર્યું કે નમૂના અથવા પ્રયોગશાળાના સાધનોમાં કંઈક ખોટું હશે.
ત્યારબાદ ડ્રેગને જીવનના સંકેતો શોધવા માટે શ્રેણીબદ્ધ વધારાના પ્રયોગો કર્યા. તેણે માટીમાં રહેલા ચોક્કસ જીવો તેને કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરે છે કે કેમ તે જોવા માટે માટીને ગ્લુકોઝથી સારવાર આપી. તે ATP નામનું રસાયણ શોધવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યો હતો, જેનો ઉપયોગ પૃથ્વી પરના તમામ જીવો ઊર્જા સંગ્રહ કરવા માટે કરે છે. ઘણા મહિનાઓ સુધી, તેણે માટીના ટુકડાઓને વિવિધ પોષક મિશ્રણોમાં ઉગાડ્યા, હાલના સુક્ષ્મસજીવોને વસાહતોમાં વૃદ્ધિ કરવા માટે મનાવવાનો પ્રયાસ કર્યો.
"નિકે આ નમૂનાઓ પર રસોડાના સિંક ફેંકી દીધા," ફેરેલે કહ્યું. આ બધા પરીક્ષણો છતાં, તેને હજુ પણ કેટલીક માટીમાં કંઈ મળ્યું નથી. "તે ખરેખર અદ્ભુત છે."
કેનેડાની ગુએલ્ફ યુનિવર્સિટીના પર્યાવરણીય સૂક્ષ્મજીવવિજ્ઞાની જેક્લીન ગુર્ડિયલ, પરિણામોને "આકર્ષક" કહે છે, ખાસ કરીને ડ્રેગનના પ્રયાસો જે આપેલ સ્થાન પર સુક્ષ્મસજીવો શોધવાની સંભાવનાને પ્રભાવિત કરે છે તે નક્કી કરવા માટે. તેમણે જોયું કે ઉચ્ચ ઊંચાઈ અને ઉચ્ચ ક્લોરેટ સાંદ્રતા જીવન શોધવામાં નિષ્ફળતાના સૌથી મજબૂત આગાહી કરનારા હતા. "આ એક ખૂબ જ રસપ્રદ શોધ છે," ગુડયરએ કહ્યું. "આ આપણને પૃથ્વી પર જીવનની મર્યાદાઓ વિશે ઘણું કહે છે."
તેણીને સંપૂર્ણ ખાતરી નથી કે તેમની માટી ખરેખર નિર્જીવ છે, અંશતઃ એન્ટાર્કટિકાના બીજા ભાગમાં તેના પોતાના અનુભવોને કારણે.
ઘણા વર્ષો પહેલા, તેણીએ ટ્રાન્સએન્ટાર્કટિક પર્વતોમાં સમાન વાતાવરણમાંથી માટીનો અભ્યાસ કર્યો, જે શેકલટન ગ્લેશિયરથી 500 માઇલ ઉત્તરપશ્ચિમમાં યુનિવર્સિટી વેલી તરીકે ઓળખાય છે, જ્યાં 120,000 વર્ષો સુધી નોંધપાત્ર ભેજ અથવા પીગળવાનું તાપમાન ન હોય શકે. જ્યારે તેણીએ ખીણમાં ઉનાળાના સામાન્ય તાપમાન, 23°F પર 20 મહિના સુધી તેને ઉકાળ્યું, ત્યારે માટીમાં જીવનના કોઈ ચિહ્નો દેખાતા ન હતા. પરંતુ જ્યારે તેણીએ માટીના નમૂનાઓને ઠંડકથી થોડા ડિગ્રી ઉપર ગરમ કર્યા, ત્યારે કેટલાકમાં બેક્ટેરિયાની વૃદ્ધિ જોવા મળી.
ઉદાહરણ તરીકે, વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે બેક્ટેરિયલ કોષો હજારો વર્ષ પછી પણ હિમનદીઓમાં જીવંત રહે છે. જ્યારે તેઓ ફસાઈ જાય છે, ત્યારે કોષનું ચયાપચય લાખો વખત ધીમું થઈ શકે છે. તેઓ એવી સ્થિતિમાં જાય છે જ્યાં તેઓ હવે વધતા નથી, પરંતુ ફક્ત કોસ્મિક કિરણો બરફમાં પ્રવેશવાથી થતા ડીએનએ નુકસાનને સુધારે છે. ગુડયર અનુમાન કરે છે કે આ "ધીમા બચેલા" લોકો તે હોઈ શકે છે જે તેણીને કોલેજ વેલીમાં મળ્યા હતા - તેણીને શંકા છે કે જો ડ્રેગોન અને ફાયરે 10 ગણી વધુ માટીનું વિશ્લેષણ કર્યું હોત, તો તેઓ તેમને રોબર્ટ્સ મેસિફ અથવા શ્રોડર માઉન્ટેનમાં શોધી શક્યા હોત.
ગેઇન્સવિલે સ્થિત ફ્લોરિડા યુનિવર્સિટીમાં એન્ટાર્કટિક સૂક્ષ્મજીવાણુઓનો અભ્યાસ કરતા બ્રેન્ટ ક્રિસ્ટનર માને છે કે આ ઊંચાઈવાળી, સૂકી જમીન મંગળ પર જીવનની શોધને સુધારવામાં મદદ કરી શકે છે.
તેમણે નોંધ્યું કે ૧૯૭૬માં મંગળ પર ઉતરેલા વાઇકિંગ ૧ અને વાઇકિંગ ૨ અવકાશયાને એન્ટાર્કટિકાના દરિયાકાંઠે, સૂકી ખીણો તરીકે ઓળખાતા પ્રદેશ, નીચાણવાળી જમીનના અભ્યાસના આધારે જીવન-શોધ પ્રયોગો કર્યા હતા. આમાંની કેટલીક જમીન ઉનાળામાં પીગળેલા પાણીથી ભીની થઈ જાય છે. તેમાં માત્ર સુક્ષ્મસજીવો જ નહીં, પરંતુ કેટલીક જગ્યાએ નાના કીડા અને અન્ય પ્રાણીઓ પણ હોય છે.
તેનાથી વિપરીત, માઉન્ટ રોબર્ટ્સ અને માઉન્ટ શ્રોડરની ઊંચી, સૂકી જમીન મંગળ ગ્રહના સાધનો માટે વધુ સારા પરીક્ષણ મેદાનો પૂરા પાડી શકે છે.
"મંગળની સપાટી ખૂબ જ ખરાબ છે," ક્રિસ્ટનરે કહ્યું. "પૃથ્વી પરનો કોઈ પણ જીવ સપાટી પર ટકી શકશે નહીં" - ઓછામાં ઓછું ઉપરનો એક કે બે ઇંચ પણ. જીવનની શોધમાં ત્યાં જનારા કોઈપણ અવકાશયાને પૃથ્વી પરના કેટલાક સૌથી કઠોર સ્થળોએ કાર્ય કરવા માટે તૈયાર રહેવું જોઈએ.
કૉપિરાઇટ © ૧૯૯૬–૨૦૧૫ નેશનલ જિયોગ્રાફિક સોસાયટી. કૉપિરાઇટ © નેશનલ જિયોગ્રાફિક પાર્ટનર્સ, એલએલસી, ૨૦૧૫-૨૦૨૩. બધા હકો અમારી પાસે રાખેલા છે.