Бактерии прячутся на Марсе? Неуничтожимый микроб «Бактерия Конан»

Ученые говорят, что микробы могли спокойно выживать с тех пор, как динозавры ходили по Земле. Такой вывод они сделали на основе результатов увлекательного исследования, недавно опубликованного в журнале. Астробиология.

Существует тип бактерий, которые настолько крепки и выносливы, что получили прозвище «Бактерия Конана». Его настоящее имя Дейнококк радиодуранс , и этот непроницаемый микроб устойчив к экстремальному холоду и жаре, кислоте, обезвоживанию, вакууму и радиации.

На самом деле он может выдержать огромные дозы радиации, не умирая; именно эта способность имела отношение к недавно опубликованному исследованию. Авторы этого исследования обнаружили доказательства того, что эта самая выносливая из всех микробных форм жизни могла бы выжить на Марсе, если бы эволюционировала там, а не здесь, несмотря на то, что Марс постоянно подвергается бомбардировке токсичным и смертельным космическим излучением.

Биологи, изучавшие этот вопрос, считают, что микробы, появившиеся на Марсе миллиарды лет назад, будут иметь поразительное сходство с теми, что обитают сегодня на Земле. Таким образом, открытие, что бактерия Конан могла выжить в марсианских условиях, предполагает, что бактерии, обитающие на Марсе, могли развить способность делать то же самое.

Познакомьтесь с могучей бактерией Конаном, способной к жизни на Марсе

Если бы жизнь на Марсе действительно возникла, это произошло бы более двух миллиардов лет назад, когда на планете была атмосфера, более мягкие температуры и жидкая вода, протекающая по ландшафту.

Чтобы выжить до наших дней, марсианским бактериям пришлось бы адаптироваться к полностью замороженной планете, где средняя температура в средних широтах составляет -80 градусов по Фаренгейту (-63 градуса по Цельсию). Еще более разрушительными являются смертоносный ультрафиолетовый свет, гамма-лучи и генерируемые солнцем высокоэнергетические протоны, которые постоянно наводняют марсианскую поверхность.

Любая флора или фауна, существовавшая на поверхности Марса в далеком прошлом, давно бы вымерла. Однако микробные формы жизни необычайно устойчивы и гибки. На Земле есть бактерии, способные выживать в самых суровых условиях, какие только можно себе представить, и если бы микробы развились на Марсе, они могли бы обладать этой характеристикой. Но могли ли они пережить падение Марса в его нынешнее радиоактивное состояние? Именно на этот вопрос хотели ответить ученые, участвовавшие в новом исследовании.

Под руководством Майкла Дейли, профессора патологии Университета унифицированных служб (USU) Медицинских наук в Мэриленде, группа ученых-биологов отобрала несколько самых стойких и наиболее адаптируемых микробов и грибков в мире, чтобы подвергнуть их воздействию условий, имитирующих условия жизни.

Формы столкнулись бы, если бы они были доставлены на Марс. Эти «экстремофилы» способны жить в земной среде, совершенно негостеприимной для всех других организмов, выживая при воздействии экстремальной жары или холода, токсичных химикатов и газов и других веществ или условий, которые, как известно, разрушают живые клетки.

В тщательно контролируемых лабораторных условиях на все эти организмы непрерывно воздействовали большими дозами ультрафиолетового света, гамма-лучей и высокоэнергетических протонов, чтобы посмотреть, как они справятся с таким воздействием.

После того, как эта фаза эксперимента была завершена, ученые взяли образцы организмов, чтобы проверить наличие антиоксидантов марганца. Это биохимическое вещество, которое образуется в микробах после воздействия радиации. Образование антиоксидантов марганца является клеточным защитным механизмом, и чем больше этих защитных молекул может синтезировать микроб, тем более устойчивым он будет к вредным воздействиям интенсивного излучения.

Несмотря на свою долговечность и устойчивость, большинство экстремофилов, использованных в эксперименте, не производили почти достаточного количества марганцевых антиоксидантов, чтобы выдержать радиоактивный натиск марсианского типа. Тем не менее, был один, который это сделал: Conan the Bacterium ( Дейнококк радиодуранс ученым).

Эта прочная молекула была способна поглотить в 28 000 раз больше радиации, чем могло бы убить человека, и этой защитной способности было бы достаточно, чтобы сделать ее жизнеспособной на Марсе, даже в том виде, в котором она существует сегодня.

Чтобы сделать эксперимент еще более реалистичным, бактерии заморозили и высушили, поместив в подвешенное состояние, в которое они должны были бы войти, если бы остались жить на Марсе.

Примечательно, что эксперименты по Д. радиодуранс показали, что этот неразрушимый микроб мог бы выжить на Марсе в течение целых 280 миллионов лет, если бы он зарылся достаточно глубоко под поверхность — если быть точным, на 10 метров под поверхность — чтобы ограничить свое радиационное облучение управляемой дозой.

Если бы он был похоронен всего на четыре дюйма (10 сантиметров) под поверхностью, он все еще мог бы прожить 1,5 миллиона лет, несмотря на то, что регулярно подвергался воздействию огромного количества космической радиации.

Даже на глубине 33 фута (10 метров) излучение, попадающее на Марс, проникает достаточно далеко в землю с достаточной интенсивностью, чтобы убить другие виды бактерий. Но кажется Д. радиодуранс мог бы выдержать его в состоянии анабиоза и, таким образом, иметь возможность реанимироваться, если бы условия были подходящими.

Очевидно, ученые не предполагают, что бактерия Конан каким-то образом живет на Марсе. Это строго земной организм. Но если жизнь на Марсе когда-нибудь развилась, то, по мнению экспертов, простейшие микробные формы жизни почти наверняка будут обладать большинством характеристик, проявляемых микробными формами жизни на Земле. Это будет включать в себя способность выживать в исключительно суровых условиях, если этого потребует эволюционное давление — как на Марсе.

Найдут ли будущие миссии на Марс наконец доказательства жизни?

Хотя кажется, что марсианские бактерии могли долгое время выживать под поверхностью планеты, есть некоторый вопрос, сохранились ли они до наших дней.

Последняя жидкая вода, существовавшая на Марсе, высохла более двух миллиардов лет назад, а это означает, что любые бактерии, которые там эволюционировали, должны были уйти под землю так давно. Без воды, которая могла бы их поддерживать, они остались бы в высохшем или обезвоженном состоянии, и примерно через 280 миллионов лет (исходя из Дейнококк радиодуранс например), все они предположительно погибли.

Но Майкл Дейли утверждает, что это не обязательно приведет к исчезновению всех древних бактерий.

«Несмотря на то что Дейнококк радиодуранс погребенные в марсианских недрах, не могли находиться в состоянии покоя примерно от 2 до 2,5 миллиардов лет с тех пор, как на Марсе исчезла текущая вода, такая марсианская среда регулярно изменяется и тает из-за ударов метеоритов», — сказал Майкл Дейли в пресс-релизе Северо-Западного университета (сотрудники Северо-Западного университета участвовали в новом исследовании). «Мы предполагаем, что периодическое таяние может привести к прерывистой репопуляции и расселению».

Если эта теория верна, то в ударных кратерах возрастом менее 280 миллионов лет, скорее всего, будут живые бактерии, похороненные в земле под ними. В более старых кратерах с момента таяния прошло слишком много времени, чтобы любые бактерии, появившиеся во время этого события, могли выжить, независимо от того, как далеко они отступили под сухую и замерзшую поверхность планеты.

К счастью, на Марсе есть много кратеров, которые находятся на более молодой стороне этого крайнего срока. Теперь, когда исследования показали, что это могут быть лучшие места для копания в почве в поисках микробов, будущие миссии НАСА, Европейского космического агентства или Национального космического управления Китая могут решить нацелиться на эти места для посадки исследователей.

Если они это сделают, это может быть только вопросом времени, когда одна из этих организаций объявит, что нашла доказательство того, что жизнь существует на Марсе, и что она все еще там прямо сейчас.

Главное изображение: репрезентативное изображение астронавта, исследующего камни на наличие бактерий на Марсе. Источник: доттэдиети / Адоб Сток

Натан Фальде