Nid yw pridd y grib greigiog yng nghanol Antarctica erioed wedi cynnwys micro-organebau.
Am y tro cyntaf, mae gwyddonwyr wedi darganfod nad oes bywyd yn y pridd ar wyneb y Ddaear, i bob golwg. Daw'r pridd o ddau grib creigiog, gwyntog yng nghanol yr Antarctica, 300 milltir o Begwn y De, lle mae miloedd o droedfeddi o rew yn treiddio'r mynyddoedd.
“Mae pobl wedi meddwl erioed fod microbau’n wydn ac yn gallu byw yn unrhyw le,” meddai Noah Firer, ecolegydd microbaidd ym Mhrifysgol Colorado Boulder y mae ei dîm yn astudio pridd. Wedi’r cyfan, mae organebau un gell wedi’u canfod yn byw mewn fentiau hydrothermol gyda thymheredd yn uwch na 200 gradd Fahrenheit, mewn llynnoedd o dan hanner milltir o rew yn Antarctica, a hyd yn oed 120,000 troedfedd uwchben stratosffer y Ddaear. Ond ar ôl blwyddyn o waith, nid yw Ferrer a’i fyfyriwr doethuriaeth Nicholas Dragon wedi dod o hyd i unrhyw arwyddion o fywyd yn y pridd Antarctig a gasglwyd ganddynt eto.
Astudiodd Firer a Dragone briddoedd o 11 cadwyn o fynyddoedd gwahanol, yn cynrychioli ystod eang o amodau. Mae'r rhai sy'n dod o ardaloedd mynyddig is a llai oer yn cynnwys bacteria a ffyngau. Ond mewn rhai mynyddoedd o'r ddau gadwyn o fynyddoedd uchaf, sychaf ac oeraf nid oes unrhyw arwyddion o fywyd.
“Allwn ni ddim dweud eu bod nhw’n ddi-haint,” meddai Ferrer. Mae microbiolegwyr wedi arfer dod o hyd i filiynau o gelloedd mewn llwy de o bridd. Felly, gall nifer fach iawn (e.e. 100 o gelloedd hyfyw) osgoi cael eu canfod. “Ond hyd y gwyddom ni, nid ydyn nhw’n cynnwys unrhyw ficro-organebau.”
P'un a yw rhywfaint o bridd yn wirioneddol amddifad o fywyd neu a ddarganfyddir yn ddiweddarach ei fod yn cynnwys rhai celloedd sydd wedi goroesi, gallai canfyddiadau newydd a gyhoeddwyd yn ddiweddar yn y cyfnodolyn JGR Biogeosciences helpu i chwilio am fywyd ar blaned Mawrth. Mae pridd yr Antarctig wedi rhewi'n barhaol, yn llawn halwynau gwenwynig, ac nid yw wedi cael llawer o ddŵr hylif ers dwy filiwn o flynyddoedd—yn debyg i bridd Mawrth.
Fe'u casglwyd yn ystod alldaith a ariannwyd gan y Sefydliad Gwyddoniaeth Cenedlaethol ym mis Ionawr 2018 i ardaloedd anghysbell Mynyddoedd y Trawsantarctig. Maent yn mynd trwy du mewn y cyfandir, gan wahanu'r llwyfandir pegynol uchel yn y dwyrain o'r iâ isel yn y gorllewin. Sefydlodd y gwyddonwyr wersyll ar Rewlif Shackleton, cludfelt iâ 60 milltir o hyd sy'n llifo i lawr ceunant yn y mynyddoedd. Defnyddiasant hofrenyddion i hedfan i uchderau uchel a chasglu samplau i fyny ac i lawr y rhewlif.
Yn y mynyddoedd cynnes, gwlyb wrth droed rhewlif, dim ond ychydig gannoedd o droedfeddi uwchben lefel y môr, fe ddarganfuwyd bod anifeiliaid llai na had sesame yn byw yn y pridd: mwydod microsgopig, tardigrades wyth coes, rotifers a mwydod bach. o'r enw cynffonnau gwanwyn. Pryfed asgellog. Mae'r priddoedd noeth, tywodlyd hyn yn cynnwys llai nag un rhan o fil o'r bacteria a geir mewn lawnt wedi'i thrin yn dda, digon i ddarparu bwyd i'r llysieuwyr bach sy'n llechu o dan yr wyneb.
Ond diflannodd yr arwyddion bywyd hyn yn raddol wrth i'r tîm ymweld â mynyddoedd uwch yn ddyfnach i mewn i'r rhewlif. Ar ben y rhewlif, ymwelson nhw â dau fynydd—Mynydd Schroeder a Mynydd Roberts—sydd dros 7,000 troedfedd o uchder.
Roedd yr ymweliadau â Mynydd Schroeder yn greulon, yn ôl Byron Adams, biolegydd ym Mhrifysgol Brigham Young yn Provo, Utah, a arweiniodd y prosiect. Mae'r tymheredd ar y diwrnod haf hwn yn agos at 0°F. Anweddodd y gwynt udo'r iâ a'r eira'n araf, gan adael y mynyddoedd yn noeth, yn fygythiad cyson i godi a thaflu'r rhawiau gardd yr oeddent wedi'u dwyn i gloddio'r tywod. Mae'r tir wedi'i orchuddio â chreigiau folcanig cochlyd sydd wedi'u herydu dros gannoedd o filiynau o flynyddoedd gan wynt a glaw, gan eu gadael yn llawn tyllau ac yn sgleiniog.
Pan gododd y gwyddonwyr y graig, fe wnaethon nhw ddarganfod bod ei gwaelod wedi'i orchuddio â chramen o halwynau gwyn—crisialau gwenwynig o berclorat, clorad, a nitrad. Mae percloratau a chloratau, halwynau sy'n adweithio'n gyrydol a ddefnyddir mewn tanwydd rocedi a channydd diwydiannol, hefyd i'w cael yn helaeth ar wyneb Mawrth. Heb ddŵr i'w olchi i ffwrdd, mae halen yn cronni ar y mynyddoedd sych hyn yn yr Antarctig.
“Mae fel samplu ar blaned Mawrth,” meddai Adams. Pan fyddwch chi'n rhoi rhaw i mewn, “rydych chi'n gwybod mai chi yw'r peth cyntaf i aflonyddu ar y pridd mewn oes—efallai miliynau o flynyddoedd.”
Awgrymodd yr ymchwilwyr, hyd yn oed ar uchderau mor uchel ac yn yr amodau mwyaf llym, y byddent yn dal i ddod o hyd i ficro-organebau byw yn y pridd. Ond dechreuodd y disgwyliadau hynny bylu ddiwedd 2018, pan ddefnyddiodd Dragon dechneg o'r enw adwaith cadwyn polymerase (PCR) i ganfod DNA microbaidd mewn baw. Profodd Dragon 204 o samplau o fynyddoedd uwchben ac islaw'r rhewlif. Cynhyrchodd samplau o fynyddoedd is, oerach symiau mawr o DNA; ond ni phrofwyd y rhan fwyaf o samplau (20%) o uchderau uchel, gan gynnwys y rhan fwyaf o Fynydd Schroeder a Roberts Massif, am unrhyw ganlyniadau, gan ddangos eu bod yn cynnwys ychydig iawn o ficro-organebau neu efallai dim o gwbl.
“Pan ddechreuodd ddangos rhai canlyniadau i mi gyntaf, meddyliais, 'Mae rhywbeth o'i le,'” meddai Ferrell. Roedd yn meddwl bod rhaid bod rhywbeth o'i le gyda'r sampl neu'r offer labordy.
Yna cynhaliodd Dragon gyfres o arbrofion ychwanegol i chwilio am arwyddion o fywyd. Triniodd y pridd â glwcos i weld a oedd rhai organebau yn y pridd yn ei drawsnewid yn garbon deuocsid. Roedd yn ceisio darganfod cemegyn o'r enw ATP, a ddefnyddir gan bob bywyd ar y Ddaear i storio ynni. Am sawl mis, bu'n tyfu darnau o bridd mewn amrywiol gymysgeddau maetholion, gan geisio perswadio micro-organebau presennol i dyfu'n gytrefi.
“Taflodd Nick sinc y gegin at y samplau hyn,” meddai Ferrell. Er gwaethaf yr holl brofion hyn, ni chanfu ddim byd mewn rhai priddoedd o hyd. “Mae’n wirioneddol anhygoel.”
Mae Jacqueline Gurdial, microbiolegydd amgylcheddol ym Mhrifysgol Guelph yng Nghanada, yn galw'r canlyniadau'n "deniadol", yn enwedig ymdrechion Dragon i benderfynu pa ffactorau sy'n dylanwadu ar y tebygolrwydd o ddod o hyd i ficro-organebau mewn lleoliad penodol. Canfu mai uchder uchel a chrynodiadau clorad uchel oedd y rhagfynegwyr cryfaf o fethu â chanfod bywyd. "Mae hwn yn ddarganfyddiad diddorol iawn," meddai Goodyear. "Mae hyn yn dweud llawer wrthym am derfynau bywyd ar y Ddaear."
Nid yw hi'n hollol argyhoeddedig bod eu pridd yn wirioneddol ddifywyd, yn rhannol oherwydd ei phrofiadau ei hun mewn rhan arall o Antarctica.
Rai blynyddoedd yn ôl, astudiodd briddoedd o amgylchedd tebyg ym Mynyddoedd y Trawsantarctig, lle 500 milltir i'r gogledd-orllewin o Rewlif Shackleton o'r enw University Valley nad oedd ganddo dymheredd lleithder na thoddi sylweddol o bosibl ers 120,000 o flynyddoedd. Pan wnaeth hi ei ddeori am 20 mis ar 23°F, tymheredd haf nodweddiadol yn y dyffryn, ni ddangosodd y pridd unrhyw arwyddion o fywyd. Ond pan gynhesodd samplau pridd ychydig raddau uwchlaw rhewbwynt, dangosodd rhai dwf bacteria.
Er enghraifft, mae gwyddonwyr wedi darganfod bod celloedd bacteriol yn parhau i fod yn fyw hyd yn oed ar ôl miloedd o flynyddoedd mewn rhewlifoedd. Pan fyddant yn cael eu dal, gall metaboledd y gell arafu miliwn o weithiau. Maent yn mynd i gyflwr lle nad ydynt yn tyfu mwyach, ond dim ond yn atgyweirio difrod DNA a achosir gan belydrau cosmig yn treiddio'r iâ. Mae Goodyear yn dyfalu y gallai'r "goroeswyr araf" hyn fod y rhai a ddaeth o hyd iddynt yn College Valley—mae hi'n amau ​​pe bai Dragone a Firer wedi dadansoddi 10 gwaith yn fwy o bridd, efallai y byddent wedi dod o hyd iddynt yn Roberts Massif neu Fynydd Schroeder.
Mae Brent Christner, sy'n astudio microbau Antarctig ym Mhrifysgol Florida yn Gainesville, yn credu y gallai'r priddoedd sych, ucheldirol hyn helpu i wella'r chwilio am fywyd ar blaned Mawrth.
Nododd fod llongau gofod Viking 1 a Viking 2, a laniodd ar blaned Mawrth ym 1976, wedi cynnal arbrofion canfod bywyd yn seiliedig yn rhannol ar astudiaethau o bridd isel ger arfordir Antarctica, rhanbarth o'r enw'r Dyffrynnoedd Sych. Mae rhai o'r priddoedd hyn yn mynd yn wlyb oherwydd dŵr tawdd yn yr haf. Maent yn cynnwys nid yn unig ficro-organebau, ond mewn rhai mannau hefyd mwydod bach ac anifeiliaid eraill.
Mewn cyferbyniad, mae'n bosibl bod priddoedd uwch, sych Mynydd Roberts a Mynydd Schroeder yn darparu gwell seiliau profi ar gyfer offerynnau Mawrth.
“Mae wyneb Mawrth yn ddrwg iawn,” meddai Christner. “Ni all unrhyw organeb ar y Ddaear oroesi ar yr wyneb”—o leiaf y fodfedd neu ddwy uchaf. Rhaid i unrhyw long ofod sy’n mynd yno i chwilio am fywyd fod yn barod i weithredu yn rhai o’r lleoedd mwyaf llym ar y Ddaear.
Hawlfraint © 1996–2015 Cymdeithas Ddaearyddol Genedlaethol. Hawlfraint © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Cedwir pob hawl.