با گذر زمان، میتوانند پایهگذار تبدیل صخرهها، شنزارها یا حتی پشتبامها به زیستبومهایی متنوع شوند.
پس چرا نه در مریخ؟
گروهی از زیستشناسان از دانشگاه یاگیلونیا در لهستان و آکادمی علوم لهستان همین پرسش را در یک آزمایش در مرکز تحقیقات فضایی آکادمی علوم لهستان بررسی کردند. آنها میخواستند بدانند کدام ویژگیهای فیزیکی و بیوشیمیایی به گلسنگها کمک میکند تا در شرایطی شبیه سطح مریخ زنده بمانند و همچنان از نظر متابولیکی فعال باقی بمانند.
کایا اسکوبالا، گیاهشناس دانشگاه یاگیلونیا و نویسندهی اصلی مقاله میگوید:
«مطالعهی ما نخستین مطالعهای است که نشان میدهد شریک قارچی در همزیستی گلسنگها در محیطی شبیه مریخ از نظر متابولیکی فعال باقی میماند.»
او ادامه میدهد:
«این یافتهها درک ما را از فرآیندهای زیستی در شرایط شبیهسازیشدهی مریخ گسترش میدهند و نشان میدهند که موجودات دارای آب چگونه به پرتوهای یونیزهکننده واکنش نشان میدهند – که یکی از چالشهای اساسی برای زندهماندن و زیستپذیری در مریخ است.»
گلسنگها ساختارهایی عجیباند که در آنها یک قارچ با جلبک یا سیانوباکتری همزیستی میکند و کلنیای را شکل میدهند که بهتنهایی نمیتوانستند در چنین شرایطی زنده بمانند.
این موجودات میتوانند در زمانهای سخت به حالت خفتگی (dormancy) بروند و با تماس دوباره با آب، بیدار شده و رشد کنند. درست مثل تاردیگریدها (خرسکهای آبی) که گاهی در شکافهایشان زندگی میکنند، تواناییشان در زندهماندن در سختترین شرایط زمین، آنها را به گزینهای مناسب برای مطالعات زیستی فرازمینی تبدیل کرده است.
از آنجا که قارچ و جلبک در گلسنگها کاملاً به یکدیگر وابستهاند، هر نوع گلسنگ با اینکه از دو گونه تشکیل شده، باز هم بهعنوان یک گونهی واحد نامگذاری میشود. دو گونهای که در این شبیهسازی مریخی شرکت داشتند عبارت بودند از:
- Diploschistes muscorum: بافتدار، کمرنگ و متورم
- Cetraria aculeata: تیرهرنگ، منشعب و شبیه جلبک دریایی
هر گلسنگ پیش از آزمایش با اسپری ملایمی از آب بیدار شد و سپس به مدت پنج ساعت در یک محفظهی خلأ قرار گرفت؛ دو ساعت نخست با دمای ۱۸ درجهی سانتیگراد (دمای روز در مریخ) و سپس بهتدریج کاهش یافت تا دو ساعت شب مریخی در دمای منفی ۲۶ درجه را شبیهسازی کند.
برای ایجاد اتمسفر مریخ، گازی شامل ۹۵ درصد دیاکسید کربن به مخزن تزریق شد؛ با رطوبتی بین ۸ تا ۳۲ درصد که فوقالعاده خشک است. فشار هم بین ۵ تا ۷ میلیبار تنظیم شد، در حالیکه فشار جو زمین در سطح دریا بیش از ۱۰۰۰ میلیبار است.
چگونگی واکنش گلسنگها به سطوح فرابنفش و دیگر شرایط خشن مریخ پیشتر بررسی شده بود، بنابراین تیم اسکوبالا این بار تمرکز خود را بر قدرت یونسازی پرتوهای ایکس گذاشتند.
در این آزمایش، گلسنگها با دوز ۵۰ گری پرتو ایکس بمباران شدند – که معادل پرتوگیری سالانه سطح مریخ بر اثر ذرات خورشیدی و شرارههاست. مریخ جو نازک و میدان مغناطیسی جهانی ندارد؛ دو عاملی که ما زمینیها را در برابر حملات خورشیدی محافظت میکنند.
تنها یکی از گونهها این شرایط را زنده پشت سر گذاشت: D. muscorum. پژوهشگران معتقدند که پوشش ضخیم این گلسنگ، که درون و بیرون آن از بلورهای اگزالات کلسیم پر شده، ممکن است از آسیب پرتوها جلوگیری کرده باشد.
آنها نوشتند:
«با اینکه اگزالات کلسیم عدد اتمی پایینی دارد و نسبت به عناصر سنگینتر پرتو ایکس را کمتر جذب میکند، ولی رسوبات متراکم بلورها بر سطح گلسنگ ممکن است به اتمهای کلسیم اجازه دهند که با پرتوهای ایکس کمانرژی واکنش دهند و بخشی از انرژی آنها را جذب کنند.»
گونهی دیگر، یعنی C. aculeata، با اینکه برای زیستن در محیطهای سخت قطبی انتخاب شده بود، عملکرد خوبی نداشت.
دانشمندان انتظار داشتند رنگدانههای ملانین که این گلسنگ را قهوهای تیره تا سیاه میکند، آن را در برابر آفتاب بیامان مریخ محافظت کند، چرا که این رنگدانه میتواند پرتوهای UVA و UVB را فیلتر کند. همچنین ملانین یک آنتیاکسیدان قوی است که شاید در برابر پرتوهای یونیزهکننده نیز مفید باشد.
اما C. aculeata در برابر پرتو ایکس، سطح بالایی از تنش را تجربه کرد: غشای سلولی آسیب دید، آنزیمها از کار افتادند و تجمع پراکسید هیدروژن دیده شد. نکتهی مهم این بود که این گونه فاقد اگزالات کلسیم است – عاملی که شاید برای بقا در مریخ تعیینکننده باشد.
البته، اینکه آیا ما باید گونههای زنده را به محیطهای ناشناخته وارد کنیم تا به اهدافمان برسیم، پرسشی جداگانه است – و انسانها در این زمینه سابقهی چندان درخشانی ندارند.
آن هم در صورتیکه اصلاً این کار ممکن باشد؛ چون چنین شبیهسازیهایی تنها چشمهای از سختیهای واقعی سیارهی سرخ را نشان میدهند.
اسکوبالا در پایان میگوید:
«در نهایت، این پژوهش درک ما را از سازگاری گلسنگها و ظرفیت آنها برای کلونیسازی در محیطهای فرازمینی افزایش میدهد.»
این پژوهش در مجلهی IMA Fungus منتشر شده است.
