Земные микроорганизмы могут размножаться в условиях, приближённых к марсианским

Американские исследователи впервые добились размножения земных микроорганизмов при одновременном воздействии нескольких экстремальных факторов, характерных для предполагаемых подповерхностных условий Марса. В течение 160-дневного эксперимента микробы росли при чрезвычайно низком давлении, в бескислородной атмосфере и солёной среде, концентрация солей в которой примерно в семь раз превышала солёность морской воды.

Результаты показывают, что некоторые организмы способны не просто выживать, но и поддерживать активный обмен веществ в условиях, которые потенциально могут существовать под поверхностью Красной планеты.

Исследование провела группа учёных под руководством Адама Робинсона из Университета Флориды при участии Скотта Перла из Музея естественной истории округа Лос-Анджелес. Для эксперимента специалисты выбрали Haloferax volcanii — солелюбивый микроорганизм из группы архей. Эти одноклеточные организмы отличаются от бактерий и способны существовать в чрезвычайно солёных водоёмах, где большинство других форм жизни не выживает. Учёные поместили культуры Haloferax volcanii в герметичную лабораторную установку, заполненную преимущественно углекислым газом.

Давление поддерживали на уровне 24 миллибар — примерно 2,4% нормального атмосферного давления на Земле. Микроорганизмы находились в питательной среде с содержанием хлорида натрия 225 граммов на литр, что соответствует условиям крайне солёных растворов, потенциально способных сохраняться в отдельных подповерхностных полостях Марса. Для поддержания обмена веществ археям предоставили нитраты или перхлораты — соединения, обнаруженные в марсианских породах.

Микроорганизмы использовали их вместо кислорода в процессах клеточного дыхания. В результате во всех экспериментальных культурах, получавших эти вещества, исследователи зарегистрировали увеличение количества клеточной биомассы. Образцы, не получавшие ни нитратов, ни перхлоратов, оставались жизнеспособными, однако заметного роста в них не наблюдалось. Активность микроорганизмов подтвердили и химические измерения.

За время эксперимента концентрация нитратов в питательных растворах уменьшилась примерно на 15–29%, а перхлоратов — на 16–29%. В контрольных образцах без клеток подобного изменения не происходило. Это позволило связать расходование химических веществ непосредственно с метаболизмом архей. При этом рост в условиях пониженного давления оказался значительно медленнее, чем в контрольных культурах, находившихся при обычном земном давлении. Исследователи также обнаружили, что микроорганизмы формировали плотные биоплёнки — скопления клеток, окружённых защитным веществом.

Такие структуры могли способствовать удержанию влаги в питательном растворе. За все 160 дней эксперимента объём жидкости уменьшился менее чем на 4%, несмотря на чрезвычайно низкое давление. Ранее учёные уже проверяли способность земных микроорганизмов переносить пониженное давление, высокую солёность или присутствие агрессивных химических соединений. Однако большинство подобных экспериментов демонстрировало лишь сохранение жизнеспособности. Новая работа показала активное размножение и обмен веществ при одновременном воздействии нескольких факторов, связанных с предполагаемыми условиями марсианских недр.

Лабораторная установка воспроизводила не все особенности окружающей среды Марса. Температуру поддерживали на уровне 21 °C, тогда как большая часть марсианского грунта значительно холоднее. Кроме того, исследователи самостоятельно добавляли необходимые питательные вещества, а наличие под поверхностью Марса жидких соляных растворов с подходящими условиями пока не подтверждено. Эксперимент не доказывает существование марсианской жизни, но расширяет представления о средах, в которых она теоретически могла бы сохраняться. Дополнительные результаты были получены при исследовании клеток с помощью электронной микроскопии и рамановской спектроскопии.

Учёные обнаружили изменения формы клеток и сохранившиеся следы каротиноидных пигментов, которые рассматриваются в качестве возможных биологических маркеров. Эти наблюдения могут помочь при разработке приборов для будущих марсианских миссий, предназначенных для поиска признаков современной или древней микробной жизни.

Исследование опубликовано в журнале Applied and Environmental Microbiology.

Бодро и простым языком обсуждаем околополитические темы на моем канале "Гражданин на диване" (Гражданин на диване в МАХ), а интересную и познавательную информацию читаем на моем канале "Таблетка для головы" (Таблетка для головы в МАХ) и в ТикТоке.
Подписывайтесь!

Источник: masterok.livejournal.com

уникальные шаблоны и модули для dle