Vi khuẩn từ con người có thể sống sót ở vùng tối lạnh gần cực nam Mặt Trăng?

Câu trả lời ngắn là có, ít nhất với nghĩa một số vi sinh vật có thể còn sống trong khoảng một ngày Trái Đất ở những hốc tối gần cực nam Mặt Trăng. Điều đó chưa có nghĩa chúng sinh trưởng, sinh sản hay tạo thành một hệ sinh thái trên Mặt Trăng. Kết luận hiện nay đến từ việc đối chiếu sức chịu nhiệt và tia cực tím của các vi sinh vật với những điều kiện được mô phỏng ở ba khu vực quanh cực nam: Nobile Rim, Connecting Ridge và De Gerlache Rim. [1]

Điều đáng chú ý không chỉ là khả năng sống sót. Khi con người đưa thiết bị, bộ đồ và nơi cư trú tới các khu vực chưa bị thăm dò, những dấu vết hóa học do vi sinh vật để lại có thể khiến các nghiên cứu sau này khó phân biệt giữa vật chất vốn có trên Mặt Trăng và chất nhiễm từ Trái Đất. [1]

Vi sinh vật đến Mặt Trăng bằng cách nào?

Con người không thể tách hoàn toàn khỏi hệ vi sinh vật sống trên cơ thể. Vi khuẩn có trên da, còn vi sinh vật cũng có thể hiện diện trong môi trường sinh hoạt và trong các chuyến bay vũ trụ. Một phần trong số đó có thể theo các khe hở của bộ đồ hoặc nơi cư trú thoát ra ngoài. Với tàu thăm dò robot, NASA thường có thể nung thiết bị ở nhiệt độ rất cao để giảm số sinh vật còn sống. Cách xử lý ấy không thể áp dụng trực tiếp cho phi hành gia, nên chuyến thám hiểm có người lái đặt ra một bài toán kiểm soát nhiễm bẩn khác. [1]

Điểm quan trọng là “đi cùng” không đồng nghĩa với chủ động phát tán hay thích nghi hoàn hảo. Một vi sinh vật chỉ cần sống sót trong một khoảng thời gian nhất định cũng có thể trở thành biến số trong mẫu vật hoặc phép đo sau đó. Ví dụ, một dấu vết hữu cơ xuất hiện gần dấu chân có thể cần được xem xét cùng lịch sử hoạt động của con người tại khu vực, thay vì lập tức được coi là dấu hiệu có nguồn gốc tự nhiên.

Vì sao bóng tối ở cực nam có thể giữ vi sinh vật?

Mặt Trăng có độ nghiêng trục rất nhỏ, khiến Mặt Trời ở vùng cực thường xuất hiện thấp sát đường chân trời. Các gờ miệng hố, núi hoặc những chỗ nhô cao trên bề mặt có thể chắn ánh sáng khỏi địa hình thấp hơn. Vì vậy, quanh cực nam hình thành những túi bóng tối kéo dài, nơi nhiệt độ thấp và ánh sáng cực tím bị hạn chế hơn. [1]

Trong cách hình dung này, bóng tối không phải một vật thể riêng biệt mà là kết quả của địa hình và hướng chiếu sáng. Nó có thể tạo ra những hốc lạnh giúp bảo toàn nước, các phân tử nhạy cảm và những tế bào vốn dễ bị bức xạ phá hủy. Tuy nhiên, việc được che chắn chỉ làm giảm một số tác nhân gây hại; nó không tự cung cấp nước lỏng, nhiệt độ thích hợp hay các điều kiện cần để vi sinh vật phát triển. [1]

Nghiên cứu đã kiểm tra điều gì?

Nhóm nghiên cứu chọn năm nhóm vi sinh vật gồm vi khuẩn và nấm, trong đó có Aspergillus niger, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Deinococcus radiodurans và một số loài Fusarium. Các lựa chọn này liên quan tới vi sinh vật thường gặp trên da người hoặc từng được quan tâm trong môi trường bay vũ trụ. Aspergillus niger đặc biệt đáng chú ý vì chịu được tia cực tím tốt hơn các vi sinh vật còn lại trong phân tích của nhóm. [1]

Sau đó, nhóm đối chiếu mức nhiệt và tia cực tím tối đa mà từng loài chịu được với bản đồ độ cao, nhiệt độ và mô hình bức xạ của ba khu vực gần cực nam. Những bản đồ này cho thấy các “hốc có thể sống sót” có quy mô rất khác nhau: từ đáy một miệng hố rộng tới diện tích nhỏ cỡ dấu giày phi hành gia. Đây là kết quả mô phỏng điều kiện môi trường, không phải quan sát trực tiếp một quần thể vi sinh vật đang sống trên Mặt Trăng. [1]

“Sống sót” khác “sinh trưởng” ra sao?

Trong nghiên cứu, sống sót được hiểu là vi sinh vật vẫn còn sống ít nhất một ngày Trái Đất. Định nghĩa này không cho thấy chúng đã phân chia, sinh sản hay tạo lập quần thể. Một tế bào có thể tạm thời chịu được môi trường khắc nghiệt trong trạng thái bất hoạt, rồi mất khả năng hoạt động về sau. Vì vậy, kết quả nói về độ bền trong một khoảng thời gian, không phải bằng chứng rằng Mặt Trăng có thể nuôi dưỡng sự sống kiểu Trái Đất. [1]

Đây cũng là lý do không nên gọi các loài được khảo sát là sinh vật cực hạn theo nghĩa thông thường. Chúng không nhất thiết tiến hóa để sống trong chân không hoặc bóng tối Mặt Trăng. Kết quả gây chú ý chính là một số loài vốn không được xếp vào nhóm chịu cực hạn đã sống sót bên ngoài Trạm Vũ trụ Quốc tế, trái với dự đoán rằng chúng sẽ nhanh chóng bị khô và chết. [1]

Nguy cơ nhiễu việc tìm kiếm dấu vết cổ

Mặt Trăng thường được xem như nơi lưu giữ dấu vết hóa học của lịch sử địa chất lâu dài. Khi hoạt động của con người mở rộng, vi sinh vật và vật chất đi kèm có thể bổ sung một lớp dấu vết mới vào môi trường. Nếu một mẫu được lấy sau khi khu vực đã có phi hành gia hoặc thiết bị hoạt động, các nhà khoa học sẽ phải biết trước những chất nhiễm nào có khả năng xuất hiện để diễn giải kết quả chính xác hơn. [1]

Vấn đề này đặc biệt quan trọng khi mục tiêu là tìm dấu hiệu hóa học gợi ý địa chất cổ hoặc sinh học. Một dấu hiệu lạ không tự nói lên nguồn gốc của nó; ý nghĩa phụ thuộc vào vị trí, thời điểm và lịch sử tiếp xúc với con người. Vì thế, nhóm nghiên cứu đề xuất phải lập đường cơ sở về các chất mà con người mang theo trước khi tiến hành khoa học bề mặt. Đường cơ sở ấy có thể biến một rủi ro kiểm soát nhiễm bẩn thành một thí nghiệm tự nhiên về giới hạn sống sót. [1]

Phát hiện này cũng liên quan tới các chuyến bay tương lai tới Sao Hỏa. Nếu các nhà nghiên cứu tìm kiếm dấu hiệu sự sống ngoài Trái Đất, họ cần phân biệt vật chất bản địa với những gì phi hành gia đã mang đến. Riêng với Mặt Trăng, hiện chưa có bằng chứng cho thấy các vi sinh vật này có những thành phần then chốt để tăng trưởng và sinh sản, chẳng hạn nước lỏng cùng nhiệt độ vừa phải. Câu hỏi còn lại vì thế không phải là chúng có thể tồn tại tức thời hay không, mà là chúng tồn tại bao lâu, để lại dấu vết gì và những dấu vết ấy có thể nhận diện được đến mức nào. [1]