Животът в пустинята Атакама – евентуално като този на Марс

Пустинята Атакама в северната част на Чили е най-сухото място на Земята, изсъхнала скала, чиято сърцевина изключва наличието на животни или растения. Само няколко вида лишеи, гъби и бактерии могат да оцелеят там – най-вече чрез прилепване към минерални и солни отлагания, които концентрират влагата за тях. Все пак, това е несигурен живот и тези  микроби често влизат в състояния на прекъснат жизнен цикъл по време на сухи периоди – събуждат се само когато имат достатъчно вода, за да преживеят.

Така че, когато наскоро през Атакама преминаха няколко дъждовни бури и напоха някои райони едва ли не за първи път в историята, това изглеждаше като голяма възможност за микробите. Пустините често цъфтят с цветовете на стотици видове растения в такива моменти, а периферията на Атакама (която може да поддържа малко растителност) направо избухна с диви цветя. Подобен цъфтеж изглеждаше вероятен и за микробите в ядрото на скалите: най-после те би трябвало да се радват на влагата и да се размножават като луди.

Нещата обаче, не се развиват по този начин. Онова, което би трябвало да е благословия, се превръща в проклятие, тъй като излишната вода поразява микробите и отваря мембраните им. Един неочакван обрат, който може да има дълбоки последици не само за живота в пустинята, но и за … живота на Марс и други планети.

Атакама е била суха от 150 милиона години, което я прави най-старата пустиня на Земята. Пълната липса на дъжд може да се проследи от наличието на много географски фактори. Студено течение в близкия Тихи океан създава постоянна температурна инверсия в морето, която обезсърчава образуването на дъждовни облаци.

Пустинята също се намира в долина, която е вкарана между Андите на изток и чилийската крайбрежна ивица на запад. Тези планини образуват двойна „дъждовна сянка“ и блокират влагата, която не може да достигне Атакама от нито една страна. Най-сухата точка на пустинята, регионът Юнгай, получава по-малко от 0,1 см дъжд годишно. Долината на смъртта в Калифорния получава 50 пъти повече дъждове годишно, а дори и най-сухият участък, който някога е бил регистриран там, все пак получава средно 0,51 см. дъжд годишно.

Ето защо последните бури в Атакама – две през 2015 г. и една през 2017 г. – бяха толкова поразителни. Те оставиха зад себе си постоянни лагуни, някои от които блестят жълтеникаво-зелено от високата концентрация на разтворени минерали. Нищо подобно не се е случвало в Юнгай поне от дните на Колумб, а може би и много по-рано.

Никой не знае какво е причинило наводнителните бури, но изменението на климата е вероятният виновник, тъй като студените морски течения са нарушени напоследък. Това позволява да се образуват дъждовни облаци над Тихия океан. След това облаците преодоляват чилийската крайбрежна ивица и носят дъжд в Юнгай и околните райони.

Пет месеца след бурята през юни 2017 г., група учени, водена от Армандо Азуа-Бустос, микробиолог и Алберто Фарен, планетарен учен от университета Корнел, посетиха Атакама, за да вземат проби от три лагуни. Идеята е да се проучат микробите, които са били събрани в тях от пороите и да се документира как микробите се справят с огромния приток на вода.

Оказва се, че случилото се не е добро за микробите, оцелели хиляди години в пустинята. Учените са открили, че по-голямата част от микробите, които обикновено присъстват в почвата, са били унищожени – 14 от 16 вида в една лагуна (88%) и 12 от 16 в останалите (75%).  В местен мащаб дъждовете са били също толкова опустошителни, колкото и астероидът, който е унищожил динозаврите на Земята преди 66 милиона години.

През хилядите години суша, микробите са изградили способност да съхраняват вода, което им позволява да оцелеят в Атакама. При нормални условия, това водно скъперничество е равно на живот. Но когато се сблъскат с пресищане с вода, те не могат да изключат този механизъм, продължават да поемат вода, докато не избухнат от вътрешен натиск. Екипът на двамата учени е намерил доказателства за това в лагуните, в които са се носели ензими и други органични парченца, части от „експлодиралите“ и вече мъртви микроби.

Станало е така, че водата в Атакама играе парадоксална роля: на ограничаващ фактор за живота и всъщност тя е причината за изчезването на много видове микроби и растения. И макар че смъртта на някои бактерии и водорасли може да не изглежда като нещо значимо, тези микроби са известни като аналози за потенциалния наличен живот на Марс.

Не знаем дали на Марс някога е имало живот, но Червената планета изглежда като обещаващо местообитание през първите си милиарди години, с огромни течни океани и много минерални хранителни вещества – не много по-различни от тези на Земята. Един милиард години вероятно не е било достатъчно време за възникване на многоклетъчен живот, но марсианските микроби са били реална възможност.

Преди около 3,5 милиарда години Марс преминава през тежко изсушаване и започва да губи водата си. Част от нея е засмукана дълбоко под повърхността, а друга се дели на Н2 и О чрез различни химически реакции. В крайна сметка тези процеси превръщат по-голямата част от повърхността на Марс в една гигантска пустиня, подобна на Атакама, суха и богата на минерални залежи.Не е случайно, че НАСА всъщност използва ландшафта на Атакама за тестване на роувъри и друго оборудване за мисии на Марс.

Голямото изсъхване на Червената планета обаче, не се е случило бързо. По време на прехода продължил милиони години, когато Марс е бил вече доста пресушен, но все още е имал течна вода, там се случват наводнения, които биха накарали Ной да пребледнее.

Днес можем да видим доказателства за тях на повърхността на Марс: сухите корита на реки и алувиалните ветрилообразни форми, които тези наводнения са оставили, са най-големи в цялата Слънчева система.

Това състояние – хипер сух климат, прекъсван от масивни порои и наводнения – би било катастрофално за живота на Марс. Бавното изсъхване би задушило по-голямата част от микробите, смилайки ги на прах. Всеки микроб, който е успял да се промъкне и оцелее, твърдят учените, вероятно би приличал на тези в Атакама днес: прилепен към оазисите от минерални залежи в огромната червена пустиня.

Но ако марсианските микроби приличат на техните колеги от Атакама, тогава пороите вероятно са ги приключили, набъбват ги с вода и ги разпукват като балони. С други думи, в определен момент Марс може би е бил твърде мокър, за да поддържа живота, който се е развивал там.

Възможно е разбира се, в няколко щастливи „джоба“ на Марс, микробите да са се запазили и до днес. Но ако това е така, посочват учените, настоящият ни подход към намирането на тези микроби може да бъде обречен на провал. През 1976 г. НАСА изпраща прочутият роувър Викинг на Марс, до голяма степен за да търси живот там. За тази цел апаратът взима няколко проби от почвата за анализ, но веднага ги облива с вода. Като се имат предвид резултатите от Атакама, тази процедура би могла да убие самото нещо, което сме търсили.

Това, което се отнася за Марс, важи и за други светове. През следващото десетилетие няколко нови космически телескопа ще разширят търсенето на живот отвъд нашата слънчева система до планети, обикалящи около далечни звезди. Учените са особено склонни да откриват планети, които имат течна вода, тъй като, доколкото знаем, течната вода е от съществено значение за живота.

Но това твърдение може би се нуждае от квалификация. Водата със сигурност може да даде живот. Тъй като планетите се променят и животът се развива. Водата обаче, със сигурност може и да отнеме живот, е заключението в анализа на Армандо Азуа-Бустос и Алберто Фарен.