Tại sao các loài vi sinh vật sống "cực dai" trên Trái đất nhưng vẫn khó tồn tại trên Sao Hỏa

Một nghiên cứu mới được tiến hành bởi NASA cho thấy các vi sinh vật từ Trái Đất du hành tới Sao Hỏa thông qua tàu vũ trụ đang phải vật lộn để sinh tồn trong các hố nước trên Hành tinh Đỏ. Đây có thể là tin tốt cho công cuộc thám hiểm của nhân loại, bởi sao Hỏa sẽ ít có khả năng bị nhiễm vi khuẩn từ Trái Đất quá giang trên những con tàu tàu đổ bộ, gây khó khăn cho công tác phân tích mẫu vật của các nhà khoa học. Bảo vệ các hành tinh như sao Hỏa hay Mặt Trăng khỏi sự xâm nhập vi khuẩn từ Trái Đất là mục tiêu của NASA cũng như các cơ quan hàng không vũ trụ khác kể từ những ngày đầu tiên con người khám phá vũ trụ.

Vậy điều gì khiến những loài vi sinh vật nổi tiếng “sống dai” từ Trái Đất lại không thể sinh sôi trên Sao Hỏa?

Các nhà điều tra của Viện nghiên cứu Tây Nam Hoa Kỳ (SwRI) đã khám phá ra rằng nhiệt độ thấp và điều kiện cực kỳ khô hạn trên sao Hỏa sẽ khiến nước đóng băng, sôi hoặc bốc hơi ngay lập tức. Tuy nhiên, nước lỏng vẫn có thể tồn tại trong các hố sâu trong lòng đất, nhưng có độ mặn cực cao. Các mô hình phân tích từ máy tính cho thấy những hố nước muối siêu nhỏ như vậy có thể nằm rải rác từ khu vực xích đạo đến vĩ độ cao trên Sao Hỏa, trong một khoảng thời gian ngắn mỗi năm, tối đa 6 giờ mỗi ngày.

Các hố này chứa nước - yếu tổ cần thiết để mọi sinh vật có thể tồn tại. Tuy nhiên nhiệt độ của chúng vẫn quá lạnh để đa số các dạng sống trên Trái Đất có thể tồn tại và sinh sôi, đó là chưa kể tới độ mặn của nước cũng ở mức quá cao. Nhiệt độ trong các hố nước muối này, theo tính toán của các nhà khoa học, sẽ không cao hơn -48 độ C (-55 độ F). Đây mức nhiệt độ thường được coi là giới hạn thấp (không lý tưởng) cho sự sống.

Trở lại với Trái Đất. Chúng ta thấy sự sống cũng có thể tồn tại trên hành tinh xanh dưới một loạt các môi trường khắc nghiệt khác nhau. Ở những vùng quá nóng, quá lạnh, hoặc quá giàu axit khiến hầu hết các sinh vật không thể tồn tại, vẫn sẽ có một vài dạng sống “siêu việt” có thể tồn tại. Ngay cả khi không có ánh sáng, mức độ khô hạn cực độ, hoặc dưới đáy đại dương, sự sống vẫn có thể phát triển dựa trên các nguồn lực sẵn có.

Thermophiles (vi khuẩn ưa nhiệt) tạo ra enzyme, ngay cả ở nhiệt độ cực cao. Chẳng hạn như trường hợp của Pyrolobus fumari. Vi khuẩn này được phát hiện ở một lỗ thông hơi dưới đáy đại dương trong một chuyến thám hiểm được thực hiện vào năm 1997, và chúng có thể sống sót ở nhiệt độ lên tới 113 độ C (235 độ F). Thậm chí, sự khắc nghiệt đó gần đây đã bị vượt qua bởi một loài vi khuẩn mới có tên Strain 121, tồn tại ở độ sâu 2400m bên dưới bề mặt Thái Bình Dương, tại một lỗ thông hơi có tên là Faulty Towers. Loài sinh vật này có thể sống - và thậm chí sinh sản - ở nhiệt độ lên tới 121 độ C (gần 250 độ F).

Ở thái cực ngược lại, một số nghiên cứu lại tìm ra những loại vi khuẩn có thể tồn tại ở nhiệt độ siêu thấp. Ví dụ như trường hợp của loài vi khuẩn có tên Colwellia psychrerythraea. Chúng có thể tồn tại ở nhiệt độ thấp tới -196 độ C (-320 F) - nhiệt độ của nitơ lỏng.

Một số sinh vật đơn bào còn có thể tồn tại mà không cần oxy. Thậm chí gần đây, các nhà nghiên cứu tuyên bố đã tìm thấy sinh vật đa bào đầu tiên có khả năng sống mà không cần khí. Henneguya salminicola, một loại ký sinh trùng trên cá hồi có thể tồn lại mà không cần oxi.

Có lẽ nổi tiếng nhất là loài gấu nước (tardigrades), một dạng sống siêu nhỏ, có thể sống sót qua nhiều thập kỷ mà không cần thức ăn. Thậm chí sinh vật này còn có thể vượt qua quãng đường 384.400km từ Trái Đất và đổ bộ lên Mặt Trăng bằng cách quá giang trên tàu vũ trụ Beresheet.

• Những sinh vật nhỏ bé này đã vượt qua quãng đường 384.400km từ trái đất và đang đổ bộ lên mặt trăng

Ngay cả ở Biển Chết, nơi chứa lượng muối gấp 8 lần các đại dương khác, vi khuẩn Haloarcula marismortui vẫn có thể tồn tại và sinh sôi.

Tất cả những ví dụ trên cho thấy sự kỳ diệu của sự sống. Các loài sinh vật có thể tự thích nghi và biến đổi để có thể tồn tại ở những môi trường khắc nghiệt nhất. Tuy nhiên, giới hạn khắc nghiệt của Trái Đất vẫn chưa là gì so với Sao Hỏa.

Dữ liệu về bề mặt Sao Hỏa được thu thập từ robot thám hiểm Opportunity cho thấy sự lắng đọng của muối magiê sunfat, có thể còn sót lại từ các đại dương cổ đại trên Hành tinh Đỏ. Điều này khiến giới nghiên cứu tin rằng các vùng nước trên sao Hỏa có thể quá mặn khiến sự sống sự sống không thể tồn tại.

Trong thời gian tới, các nhà khoa học sẽ cần thêm dữ liệu phân tích về độ mặn của sao Hỏa để đi tới những kết luận cụ thể hơn. Tuy nhiên, thực tế này cũng đã chỉ ra rằng sự tồn tại của các dạng sống trên Sao Hỏa (kể cả trong quá khứ) là rất hiếm và khác xa với sự sống trên Trái Đất.