Maskvos valstybinio universiteto Lomonosovo biologijos fakulteto darbuotojai imitavo padidėjusio radiacijos fono sąlygas kartu su žema temperatūra, artima Marso aplinkai, ir tyrė mikroorganizmų atsparumą jiems. Paaiškėjo, kad kai kurios bakterijos ir archajos, gyvenančios senovės Arkties užšaldytuose uolienose, tokiomis sąlygomis gali egzistuoti iki 20 milijonų metų, neaktyvios būklės.
Vidutinė temperatūra Marse yra -63 ° C, tačiau poliuose naktį ji gali nukristi iki -145 ° C. Iki šiol nebuvo žinoma, kokios yra mikroorganizmų atsparumo tokiems ekstremaliems veiksniams ribos. Naudodamiesi šiomis ribomis, mokslininkai gali įvertinti mikroorganizmų ir biomarkerių išsaugojimo įvairių Saulės sistemos objektų sudėtyje galimybes. Ši informacija yra reikalinga planuojant astrobiologines kosmoso misijas, kurioms svarbu atidžiai priartėti prie objektų ir tiriamųjų regionų atrankos bei gyvybės nustatymo metodų kūrimo.
- „Salik.biz“
Kaip mikrobai išgyvena Marse
Šiame darbe autoriai tyrė amžinojo įšalo nuosėdinių uolienų mikrobinių bendrijų radioatsparumą žemos temperatūros ir žemo slėgio sąlygomis. Šios uolienos yra laikomos antžeminiu regolito analogu - dirvožemio liekanomis po oro sąlygų kosmose. Mokslininkai siūlo manyti, kad potenciali Marso biosfera gali būti išsaugota kriokonservuotoje būsenoje, o pagrindinis veiksnys, ribojantis jo išsaugojimo trukmę, yra ląstelių kaupiama radiacijos žala. Nustačius mikroorganizmų atsparumą radiacijai, bus galima įvertinti mikroorganizmų sulaikymo trukmę regolite, įskaitant skirtinguose gyliuose.
„Mes ištyrėme daugelio fizinių veiksnių (gama spinduliuotės, žemo slėgio, žemos temperatūros) bendrą poveikį senovės Arkties užšaldytų nuosėdinių uolienų mikrobų bendruomenėms. Ištirtas unikalus gamtos objektas - senovės užšalusios uolienos, kurios neatšilusios maždaug du milijonus metų. Apskritai mes atlikome modelinį eksperimentą, kuris išsamiau atkartoja kriokonservavimo sąlygas Marso regolite. Svarbu ir tai, kad tyrime buvo tiriamas didelių gama spinduliuotės dozių (100 kGy) poveikis prokariotų gyvybingumui, tuo tarpu anksčiau gyvi prokariotai nebuvo aptikti, kai švitinama didesnėmis nei 80 kGy dozėmis “, - teigė vienas iš straipsnio autorių, Biologijos katedros magistrantas Vladimiras Cheptsovas. Maskvos valstybinio universiteto Biologijos fakulteto dirvožemiai, pavadinti M. V. Lomonosovas. Tyrimą rėmė Rusijos mokslo fondas (RSF) įgyvendindamas Nojaus arkos projektą,jo rezultatai skelbiami žurnale „Extremophiles“.
Populiaraus portalo „Pikabu“gyventojai sėkmingai perteikė ateities kolonistų bakterijų atmosferos perspektyvas
Imituodami veiksnių poveikį organizmams, mokslininkai naudojo originalią klimato kamerą, leidžiančią palaikyti žemą slėgį ir žemą temperatūrą gama švitinimo metu. Autoriai pažymi, kad kaip pavyzdinis objektas buvo naudojamos natūralios mikrobų bendruomenės, o ne grynos mikroorganizmų kultūros.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Ištirtos mikrobų bendruomenės parodė didelį atsparumą Marso aplinkos imituotų sąlygų poveikiui. Po švitinimo bendras prokariotinių ląstelių skaičius ir metaboliškai aktyvių bakterijų ląstelių skaičius išliko kontroliniame lygyje, išaugintų bakterijų (bakterijų, kurios auga maistinėse terpėse) skaičius sumažėjo dešimt kartų, o metaboliškai aktyvių archeologinių ląstelių skaičius sumažėjo tris kartus. Be to, eksperimente auginamų ląstelių skaičiaus sumažėjimą lėmė jų fiziologinės būklės pasikeitimas, o ne mirtis.
Šaltasis konservavimas: kaip išsaugoti gyvybę ant ledo
Apšvitintame amžinojo įšalo mėginyje mokslininkai nustatė didelę bakterijų įvairovę, nors po švitinimo labai pasikeitė mikrobų bendruomenės struktūra. Visų pirma, veikiant modelio sąlygoms, bakterijų bendruomenėse pradėjo vyrauti Arthrobacter genties aktinobakterijų populiacijos, kurios nebuvo aptiktos kontroliniuose mėginiuose. Tikriausiai tai lėmė nedidelis dominuojančių bakterijų populiacijų ląstelių skaičiaus sumažėjimas, todėl mokslininkams pavyko aptikti Arthrobacter genties aktinobakterijas. Autoriai teigia, kad šios genties bakterijos yra atsparesnės tiriamų sąlygų poveikiui. Buvo ir kitų tyrimų, kurių metu mokslininkai įrodė, kad šios bakterijos pasižymi gana dideliu atsparumu ultravioletinių spindulių ir radiacijos poveikiui,ir jų DNR yra gerai išsilaikiusi senuose užšaldytuose nuosėdiniuose uolienose milijonus metų.
„Tyrimo rezultatai rodo gyvybingų mikroorganizmų ilgalaikio išsaugojimo galimybę Marso regolite. Jonizuojančiosios spinduliuotės intensyvumas Marso paviršiuje yra 0,05–0,076 Gy / metus ir mažėja gyliu. Atsižvelgiant į radiacijos intensyvumą Marso regolite, mūsų duomenys rodo, kad hipotetinės Marso ekosistemos anabiozinėje būsenoje paviršiniame regolito sluoksnyje (apsaugotame nuo UV spindulių) išsilaiko mažiausiai 1,3–2 milijonus metų, dviejų metrų gylyje - bent jau 3,3 milijono metų, penkių metrų gylyje - mažiausiai 20 milijonų metų. Gauti duomenys taip pat gali būti naudojami norint aptikti gyvybingus mikroorganizmus ant kitų Saulės sistemos objektų ir mažų kūnų viduje kosmose “, - pridūrė mokslininkas.
Išvada
Autoriai pirmieji įrodė prokariotų išgyvenimo galimybę, kai buvo veikiami jonizuojančiąja radiacija, didesnėmis kaip 80 kGy dozėmis. Gauti duomenys rodo ir galimą natūralių mikrobų bendrijų radiacinio atsparumo neįvertinimą, ir būtinybę ištirti svetimų ir kosminių veiksnių derinio sinergetinį poveikį gyviesiems organizmams ir biomolekulėms astrobiologinio modelio eksperimentuose.
Darbas buvo atliktas bendradarbiaujant su Rusijos mokslų akademijos Kosmoso tyrimų instituto mokslininkais A. F. „Ioffe RAS“, Petro Didžiojo Sankt Peterburgo politechnikos universitetas, Uralo federalinis universitetas ir B. P. Konstantinovas iš Nacionalinio tyrimų centro „Kurchatovo institutas“. Tyrimas buvo paremtas Rusijos mokslo fondo dotacija „Gyvųjų sistemų nacionalinio depozitoriumo banko sukūrimo moksliniai pagrindai“(projektas „Nojaus arka“).
Vasilijus Makarovas