analitik_2009 (analitik_2009) wrote in m_introduction,
analitik_2009
analitik_2009
m_introduction

Насколько живучи марсианские микробы?

Средняя температура на Марсе составляет −63 °C, а ночью в полярных областях она может достигать −145 °C. Атмосферное давление на Красной планете в 100–1000 раз меньше, чем на Земле, и она подвержена сильному ультрафиолетовому и ионизирующему излучению.
a48e0c4a.jpg
© YONHAP/EPA
То, в какой степени микроорганизмы могут противостоять таким экстремальным факторам, является бесценной информацией для планирования астробиологических космических миссий, когда важно тщательно выбирать объекты и регионы для исследований и также тщательно разрабатывать методы обнаружения жизни.
В своей работе специалисты из МГУ им. М. В. Ломоносова изучили устойчивость к радиации микробных сообществ в осадочной породе вечной мерзлоты при низкой температуре и низком давлении. Эти осадочные породы считаются наземным аналогом реголита — поверхностного слоя, образуемого космическим выветриванием. Ученые предполагают, что потенциальная марсианская биосфера способна выжить в криоконсервированном состоянии и что основным фактором, ограничивающим продолжительность жизни клеток, является радиационное воздействие. Предел радиационной устойчивости позволяет определить живучесть микроорганизмов в реголите на различной глубине.
«Мы изучили совместное влияние ряда физических факторов (гамма-излучения, низкого давления, низкой температуры) на микробные сообщества в древней арктической вечной мерзлоте. Кроме того, мы изучили уникальный природный объект — древнюю вечную мерзлоту, которая не растаяла за 2 миллиона лет. Если говорить коротко, мы провели имитационный эксперимент, в котором были рассмотрены условия криоконсервации в марсианском реголите. Особенно важно, что в этот раз мы обнаружили живых прокариотов при воздействии высоких доз гамма-излучения, равных 100 кГр. В предыдущих исследованиях этот порог был меньше, 80 кГр», — сообщил соавтор исследования Владимир Чепцов.
Моделируя эти факторы, влияющие на микроорганизмы, исследователи использовали оригинальную постоянную климатическую камеру, которая поддерживает низкую температуру и давление при гамма-облучении. Авторы также отмечают, что в качестве модельного объекта использовались природные микробные сообщества, а не чистые культуры микроорганизмов.
Микробные сообщества показали высокую устойчивость к условиям моделируемой марсианской среды. После облучения общее количество прокариотических клеток и количество метаболически активных бактериальных клеток оставалось на контрольном уровне, а количество культивируемых бактерий (тех, которые растут на питательных средах) уменьшалось в 10 раз. Количество метаболически активных клеток археи уменьшилось в 3 раза. Снижение количества культивируемых бактерий, вероятно, было вызвано изменением их физиологического состояния, а не смертью.
Ученые обнаружили довольно высокое биологическое разнообразие бактерий в открытом образце вечной мерзлоты, хотя структура микробного сообщества претерпела значительные изменения после облучения. В частности, популяции актинобактерий рода Arthrobacter, которые не были обнаружены в контрольных образцах, стали преобладать в бактериальных сообществах после эксперимента. Вероятно, это было вызвано уменьшением доминантных бактериальных популяций. Авторы также полагают, что эти бактерии более устойчивы к смоделированным условиям. Были также исследования, доказывающие, что эти бактерии обладают довольно высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, а их ДНК способна храниться в вечной мерзлоте миллионы лет.
Результаты исследования указывают на возможность длительной криоконсервации жизнеспособных микроорганизмов в марсианском реголите. Интенсивность ионизирующего излучения на поверхности Марса составляет 0,05–0,076 Гр в год и уменьшается с глубиной. Принимая во внимание интенсивность излучения в марсианском реголите, полученные данные позволяют предположить, что гипотетические экосистемы Марса могут сохраняться в анабиотическом состоянии в поверхностном слое реголита, защищенном от УФ-лучей, не менее 1,3 миллиона лет, на глубине 2 метра — не менее 3,3 миллиона лет и на глубине 5 метров — как минимум 20 миллионов лет.
Полученные данные также могут быть применены для оценки возможности обнаружения жизнеспособных микроорганизмов на других объектах Солнечной системы и внутри малых тел во внешнем космическом пространстве.
Исследование опубликовано в издании Extremophiles.
Tags: Наука
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 0 comments