Как микробы могут помочь в поиске внеземной жизни
Микробы, одни из древнейших форм жизни на Земле, выживают в экстремальных условиях, что вызывает вопрос — могут ли они существовать в космосе? Эксперименты, начатые ещё в 1960 году с отправкой E. coli и Staphylococcus на российском спутнике, показали, что микробы могут выживать в условиях микрогравитации.
Особенно устойчива к условиям космоса бактерия Deinococcus radiodurans. В экспериментах она выдерживала интенсивное гамма-излучение, колебания температур и вакуум, не только выживая, но и размножаясь. Считается, что этому способствуют маломолекулярные протеомные щиты и синтез новых белков, устойчивых к окислительному повреждению. D. radiodurans смогла выжить на МКС в течение трёх лет, что позволяет предположить её потенциальную возможность существовать на других планетах.
Поведение бактерий в космосе меняется
Эксперименты NASA (миссии Apollo 16 и 17) показали, что в космосе поведение микробов меняется непредсказуемо. Например, у E. coli и Staphylococcus иногда повышалась устойчивость к антибиотикам, а в других случаях вирулентность Staphylococcus снижалась, хотя образование биоплёнок усиливалось.
Сравнение геномов показало, что в космических условиях у микробов выше активность многокомпонентных эффлюксных насосов, резистома (набор генов устойчивости к антибиотикам) и толерантность к металлам. Учёные полагают, что эти адаптации, наряду с изменениями в составе мембран, помогают выживанию в космосе.
Микробы на МКС
На Международной космической станции обнаружено разнообразное микробное сообщество, включающее бактерии (например, Acintobacteria, Firmicutes, Proteobacteria) и грибы (Ascomycota, Basidiomycota). Многие из этих микробов связаны с микробиомом астронавтов, а некоторые являются оппортунистическими патогенами. Это вызывает обоснованные опасения по поводу контаминации и необходимости разработки процедур дезинфекции.
Поиск внеземной жизни
Способность микробов выживать в космосе делает поиск внеземной жизни более перспективным. Например, магнитотактические бактерии (например, Magnetospirillum), которые регулируют железный биогеохимический цикл на Земле и накапливают магнетит в своих клетках, наводят на мысль о потенциальной жизни на Марсе. Высокое содержание магнетита на поверхности Марса может быть критически важным минералом для поддержания жизни.
Марсоход NASA Perseverance (приземлился в феврале 2021 года) ищет образцы пород для анализа на признаки древней жизни. Железо, в отличие от углерода и серы, оставляет после себя твёрдый изотоп после нагревания и метаморфоза пород, что делает его важным биомаркером временной шкалы.
Кристаллы магнетита, похожие на те, что обнаружены в магнитотактических бактериях на Земле, были найдены в марсианском метеорите ALH84001, хотя это открытие позже классифицировали как «совместимое с жизнью, но не требующее жизни для объяснения».
Страны активизируют усилия по поиску жизни. Например, Chandrayaan-3 (ISRO) совершил первую в истории посадку около южного полюса Луны. Одна из целей ровера Pragyan — изучение термофизических характеристик Луны и поиск признаков биологической активности.
Учёные надеются, что растущий объём данных с таких миссий поможет найти внеземную жизнь или, по крайней мере, понять, как земные организмы могли бы выжить на других планетах.