Эксперименты показывают, что экстремальные микробы могут выжить в путешествии между планетами
Идея о том, что жизнь может распространяться из мира в мир, возникла еще в Древней Греции и у философа Анаксагора. Это называется панспермия, и хотя это не совсем основная научная идея, она сохранилась. Эта идея в некоторой степени подкрепляется растущим пониманием того, что химические строительные блоки жизни более распространены, чем мы думали.
Теперь новые исследования экстремофилов показывают, что по крайней мере некоторые из них могут пережить выброс с Марса из-за удара астероида. Они не только смогут пережить экстремально высокое давление от прямого удара, но и смогут пережить путешествие между планетами, несмотря на множество опасностей этого путешествия. Это может произойти, если они застрянут в обломках в результате удара.
Исследование «Экстремофилы выдерживают кратковременное давление, связанное с выбросом с Марса, вызванным ударом», оно опубликовано в PNAS Nexus. Ведущий автор — Лили Чжао, аспирантка факультета машиностроения Университета Джонса Хопкинса.
«Удары вызывают очень высокие напряжения в течение короткого времени, что приводит к экстремальным давлениям и высоким скоростям нагрузки. Могут ли микроорганизмы выжить в таких экстремальных условиях?» — спрашивают исследователи.
Чтобы это выяснить, они выбрали экстремофила по имени Deinococcus radiodurans, который, как известно, выживает в опасных условиях космоса. D. radiodurans был предметом многочисленных исследований экстремофилов.
Это самая устойчивая к радиации форма жизни, которую мы знаем, она также может пережить холод, обезвоживание, вакуум и даже кислоту. Его иногда называют полиэкстремофилом из-за его устойчивости к этим опасностям.
В ходе лабораторных экспериментов исследователи на короткое время подвергали D. radiodurans экстремальному давлению, имитируя удар. Затем они измерили, какая часть образцов организмов выжила, как выжившие восстанавливали повреждения и как они реагировали на воздействия на молекулярном уровне.
«Мы продолжали пытаться убить его, но убить его было действительно трудно». — Лили Чжао, Университет Джона Хопкинса
Из уцелевших образцов была выделена и изучена РНК. Оно показало, что по мере увеличения давления увеличивается и нагрузка на организм. Но в некоторых экспериментах выживаемость была высокой.
«Мы продемонстрировали, что экстремофил D. radiodurans обладает удивительно высокой выживаемостью и жизнеспособностью после воздействия давления до 3 ГПа», — пишут авторы. «По мере увеличения давления у D. radiodurans наблюдались признаки повышенного биологического стресса, что было установлено транскрипционным анализом пораженных образцов».
«Наши результаты показали, что микроорганизмы могут выживать в гораздо более экстремальных условиях, чем считалось ранее, потенциально выживая в условиях, которые приводят к образованию выбросов, которые могут перемещаться по планетным системам», — пишут исследователи.
«Жизнь действительно может выжить, будучи выброшенной с одной планеты и перемещаясь на другую», — сказал старший автор К.Т. Рамеш, инженер, изучающий поведение материалов в экстремальных условиях. «Это действительно большое событие, которое меняет ваше представление о том, как зарождается жизнь и как жизнь зародилась на Земле».
Исследователи также изучили образцы после ударов, чтобы обнаружить любые повреждения клеток. Они использовали просвечивающую электронную микроскопию (ТЕМ) для сравнения контрольного образца без шока с образцами, подвергнутыми давлению 1,4 ГПа и 2,4 ГПа. Они обнаружили «структурные и морфологические изменения, возникающие в результате этих переходных давлений при более высоких давлениях».
Но главный результат заключается в том, что D. radiodurans, по-видимому, способен выдерживать чрезвычайно высокие, хотя и временные, давления с минимальным эффектом.
«Мы продемонстрировали, что экстремофил D. radiodurans обладает удивительно высокой выживаемостью и жизнеспособностью после воздействия давления до 3 ГПа. По мере увеличения давления у D. radiodurans проявлялись признаки повышенного биологического стресса, что было определено транскрипционным анализом пораженных образцов».
«Мы ожидали, что он погибнет при первом давлении», — сказал ведущий автор Чжао в пресс-релизе. «Мы начали стрелять в него все быстрее и быстрее. Мы продолжали пытаться убить его, но убить его было действительно трудно».
На самом деле лабораторное оборудование поддалось давлению раньше, чем это сделали все D. radiodurans.
Удары на Марсе могли подвергнуть образцы до 5 ГПа, а в зависимости от различных факторов даже выше. Тем не менее, тот факт, что D. radiodurans выжил при давлении до 3 ГПа, является хорошей новостью для энтузиастов панспермии.
По теме: Жизнь на Марсе? Потрясающее открытие НАСА является лучшим доказательством
«Мы показали, что жизнь может пережить крупномасштабный удар и выброс», — сказал Чжао. «Это означает, что жизнь потенциально может перемещаться между планетами. Может быть, мы марсиане!»
Но результаты применимы не только к панспермии. Способность D. radiodurans выдерживать экстремальные нагрузки означает, что существует путь, по которому они могли бы пережить случайное путешествие с Земли на Марс или куда-либо еще на одном из наших марсоходов или посадочных модулей.
«Возможно, нам придется быть очень осторожными в отношении того, какие планеты мы посещаем», — сказал Рамеш.
«Эти открытия имеют важные последствия для нашего понимания крайних пределов жизни, защиты планет, проектирования космических миссий и возможности распространения жизни по всей Солнечной системе. систем», — заключают авторы.
Эта статья была первоначально опубликована в журнале Universe Today. Прочтите оригинал статьи.
