|
Древние бактерии могут скрываться под поверхностью Марса
|
|
|
|
В первом в своем роде исследовании исследовательская группа, в которую входили Брайан Хоффман и Аджай Шарма из Северо-Западного университета, обнаружила, что древние бактерии могут выживать вблизи поверхности Марса гораздо дольше, чем предполагалось ранее. И — когда бактерии похоронены и, таким образом, защищены от галактического космического излучения и солнечных протонов — они могут выжить гораздо дольше. Таким образом, когда первые образцы с Марса вернутся на Землю, ученым следует искать древние спящие бактерии.
|
|
|
|
Эти результаты усиливают вероятность того, что, если жизнь когда-либо развилась на Марсе, ее биологические останки могут быть обнаружены в будущих миссиях, включая ExoMars (марсоход Розалинд Франклин) и Mars Life Explorer, который будет нести буры для извлечения материалов с глубины 2 метра под поверхностью. А поскольку ученые доказали, что некоторые штаммы бактерий могут выжить, несмотря на суровые условия Марса, будущие астронавты и космические туристы могут непреднамеренно заразить Марс своими автостопом. Статья будет опубликована во вторник (25 октября) в журнале Astrobiology.
|
|
|
«Наши модельные организмы служат прообразами как прямого загрязнения Марса, так и обратного загрязнения Земли, которых следует избегать», — сказал Майкл Дейли, профессор патологии в Университете унифицированных служб медицинских наук (USU). член Комитета национальных академий по защите планет, руководивший исследованием. «Важно, что эти результаты имеют значение и для биозащиты, потому что угроза биологических агентов, таких как сибирская язва, по-прежнему вызывает озабоченность у военных и национальной обороны».
|
|
|
|
«Мы пришли к выводу, что земное загрязнение на Марсе будет по существу постоянным — в течение тысяч лет», — сказал Хоффман, старший соавтор исследования. «Это может усложнить научные усилия по поиску марсианской жизни. Точно так же, если микробы развились на Марсе, они могли бы выжить до наших дней. Это означает, что возвращаемые марсианские образцы могут заразить Землю». Хоффман является профессором химии Чарльза Э. и Эммы Х. Моррисон и профессором молекулярной биологии в Северо-Западном колледже искусств и наук Вайнберга. Он также является членом Института химии жизненных процессов.
|
|
|
|
Окружающая среда на Марсе суровая и неумолимая. Из-за засушливых и морозных условий, которые в среднем составляют -80 градусов по Фаренгейту (-63 градуса по Цельсию) в средних широтах, Красная планета кажется негостеприимной для жизни. Хуже того: Марс также постоянно подвергается бомбардировке интенсивным галактическим космическим излучением и солнечными протонами. Чтобы выяснить, может ли жизнь выжить в этих условиях, Дейли, Хоффман и их сотрудники сначала определили пределы выживания микробной жизни при ионизирующем излучении. Затем они выставили шесть видов земных бактерий и грибков на смоделированную марсианскую поверхность, которая была замерзшей и сухой, и поразили их гамма-лучами или протонами (чтобы имитировать космическое излучение).
|
|
|
|
«В марсианской атмосфере нет проточной воды или значительного количества воды, поэтому клетки и споры высохнут», — сказал Хоффман. «Также известно, что температура поверхности Марса примерно аналогична температуре сухого льда, поэтому он действительно глубоко заморожен». В конечном итоге исследователи определили, что некоторые земные микроорганизмы потенциально могут выжить на Марсе в течение геологических временных масштабов в сотни миллионов лет. Фактически, исследователи обнаружили, что один стойкий микроб, Deinococcus radiodurans (ласково известный как «Конан Бактерия»), особенно хорошо подходит для выживания в суровых условиях Марса. В новых экспериментах бактерия Конан пережила астрономическое количество радиации в морозной и засушливой среде — намного дольше спор Bacillus, которые могут существовать на Земле миллионы лет.
|
|
|
|
Чтобы проверить влияние радиации, команда подвергла образцы воздействию больших доз гамма-излучения и протонов — типичных для Марса в ближней недрах — и гораздо меньших дозах, которые могли бы возникнуть, если бы микроорганизм был глубоко захоронен. Затем команда Хоффмана из Северо-Западного университета использовала передовую технику спектроскопии для измерения накопления марганцевых антиоксидантов в клетках облученных микроорганизмов. Согласно Хоффману, размер дозы радиации, которую микроорганизм или его споры могут выдержать, коррелирует с количеством содержащихся в нем марганцевых антиоксидантов. Следовательно, чем больше марганцевых антиоксидантов, тем выше устойчивость к радиации и выше выживаемость.
|
|
|
|
В более ранних исследованиях предыдущие исследователи обнаружили, что бактерия Конан, взвешенная в жидкости, может выдержать 25 000 единиц радиации (или «серых»), что эквивалентно примерно 1,2 миллионам лет непосредственно под поверхностью Марса. Но новое исследование показало, что когда здоровую бактерию высушивают, замораживают и глубоко закапывают, что типично для марсианской среды, она может выдержать 140 000 Грэй радиации. Эта доза в 28 000 раз превышает дозу, убивающую человека.
|
|
|
|
Хотя бактерия Конан могла выжить на поверхности только в течение нескольких часов, купаясь в ультрафиолетовом свете, ее продолжительность жизни резко увеличивается, когда она находится в тени или находится непосредственно под поверхностью Марса. Бактерия Конана, похороненная всего в 10 сантиметрах под поверхностью Марса, продолжительность жизни увеличивается до 1,5 миллиона лет. А будучи погребенной на глубине 10 метров, бактерия цвета тыквы может прожить колоссальные 280 миллионов лет.
|
|
|
|
Исследователи обнаружили, что этот удивительный подвиг выживания частично объясняется геномной структурой бактерии. Давно подозревая, исследователи обнаружили, что хромосомы и плазмиды Conan the Bacterium связаны друг с другом, сохраняя их в идеальном состоянии и готовыми к восстановлению после интенсивного облучения. Это означает, что если микроб, подобный бактериям Конану, эволюционировал в то время, когда на Марсе в последний раз текла вода, то его живые останки все еще могли дремать в глубоком недрах.
|
|
|
|
«Хотя D. radiodurans, погребенные в марсианских недрах, не могли находиться в состоянии покоя в течение примерно 2–2,5 миллиардов лет с тех пор, как на Марсе исчезла проточная вода, такая марсианская среда регулярно изменяется и тает под воздействием метеоритов», — сказал Дейли. «Мы предполагаем, что периодическое таяние может привести к прерывистому повторному заселению и расселению. Кроме того, если марсианская жизнь когда-либо существовала, даже если на Марсе сейчас нет жизнеспособных форм жизни, их макромолекулы и вирусы выжили бы намного, намного дольше. Это увеличивает вероятность того, что, если бы жизнь когда-либо развивалась на Марсе, это будет раскрыто в будущих миссиях». Исследование называется «Влияние высушивания и замораживания на выживаемость микробов при ионизирующем излучении: соображения по поводу возврата образцов с Марса».
|
|
|
|
Источник
|
