В России биологи обнаружили бактерию, которая может жить в космосе — фото
Биологи российского Государственного университета в Томске обнаружили бактерию, которая обитает в подземных водах на большой глубине без солнечного света и кислорода. Поисками такого микроорганизма занимались исследователи более 10 лет.
Ученые нашли бактерию в подземных водах термального источника, расположенного в Верхнекетском районе Томской области. Ее назвали Desulforudis audaxviator, что означает « смелый путешественник».
Бактерия обитает под землей в полном одиночестве — в пробах не было следов других ДНК. Как считают ученые, ее существование подтверждает возможность жизни в космосе, например, на Марсе.
Генетические следы бактерии установили ученые в США более 10 лет назад в шахтных водах золоторудного месторождения в Южной Африке. Позже ее следы находили в США и Финляндии. Отбор проб велся на глубине от 1,5 до 3 километров. Ранее считалось, что жизнь там, в отсутствие кислорода и солнечного света, невозможна.
Как установили микробиологи, больше всего энергии бактерия получает от привычной пищи — водорода, но она практически всеядна, поскольку в лабораторных условиях питалась сахаром, спиртом и многим другим.
Пока неизвестно, как бактерия оказалась в подземных водоемах, которые геологически некогда не соприкасались. Еще одной удивительной особенностью бактерии является отсутствие мутаций. Геном образца, выделенный в Томской области, оказался практически идентичен ДНК бактерии, найденной в Южной Африке.
Ранее сообщалось, что бассейны рек на Марсе в среднем некогда были обширнее, чем на Земле. Древний Марс был богат влагой. Но небольшие размеры « красной планеты» не позволили ей поддерживать ни глобальное магнитное поле, ни достаточно плотную атмосферу, чтобы удерживать воду. Уже миллиарды лет она остается холодной сухой пустыней.
Обнаружены бактерии, которые могут жить в космосе
Японские ученые нашли вид бактерий, способный функционировать в совершенно невыносимых условиях. На высоте 12 километров под мощными лучами солнечной радиации деинококки чувствуют себя вполне комфортно. А что насчет космоса?
Панспермия
Несмотря на то, что попадание жизни из космоса на Землю может показаться «легким» ответом, которым можно всё объяснить, в действительности эта теория имеет право на существование. Если даже вода попала к нам через астероиды, то почему наши древние предки не могли оказаться на Земле прошлого таким же образом?
Панспермия кажется довольно неправдоподобной, особенно если учитывать, как тяжело покоряется нам космос
У панспермии есть три пользующихся популярностью гипотезы, которые пытаются объяснить попадание жизни на Землю, и все они приблизительно похожи. Две основные считают, что бактерии прошлого передвигались по космосу на камнях, выброшенных с планет. Различается только масштаб. Одни считают, что камни переносили жизнь между планетами одной системы, согласно идее других, полем для перемещения астероидов с биологическим материалом был весь космос.
Также существует третья теория, которая может показаться смешной в контексте науки, но она заявляет, что жизнь была умышленно занесена более высокоразвитой цивилизацией. Правда, в данном случае нельзя исключать попадание бактерий к нам по ошибке. И хотя специалисты из Токийского университета не выказывают приверженности хоть одной из этих теорий, их работа может дать новый виток развитию идеи панспермии.
В чем суть исследования
Бактерии были найдены еще в 2018 году и вызывали немало вопросов. Лимиты жизнеспособности микроорганизмов постоянно ставятся под сомнение и изменяются с появлением все новых и новых исследований. И обнаружение деинококков в стратосфере заставило ученых задаться вопросом: «Смогут ли эти бактерии выжить в космосе?».
Бактерии способны выживать в самых неблагоприятных условиях
Оказалось, что этот вид вполне комфортно чувствует себя в условиях солнечной радиации и полного вакуума, пребывая там достаточно долгое количество времени. Это в свою очередь доказывает, что мы можем многого не знать о других бактериях, существующих в космосе. Вполне возможно, что приспособленные исключительно к тем условиям микроорганизмы формируют свои формы жизни.
Правда, деинококки тестировались исключительно с позиции пребывания в каком-то конкретном месте. То есть их находили в стратосфере и «подвозили» в безопасных условиях к другой точке, где выпускали. Сам процесс прохождения через атмосферу планеты или попадания на нее на астероиде рассмотрен пока еще не был.
Панспермия — гипотеза о переносе живых существ в космосе
Но даже эта находка уже увеличивает правдоподобность теории панспермии, хотя у ученых пока еще недостаточно данных, чтобы делать громкие заявления на этот счет. Для этого космическое пространство нужно исследовать куда более масштабно и иметь материалы для экспериментов.
Присоединяйся к нашему сообществу в телеграмме, нас уже более 1 млн человек ��
Могут ли бактерии выжить в открытом космосе?
Космос – опасная и непригодная для жизни среда. По крайней мере для человека и других животных. И все же, на нашей планете существуют организмы, например, тихоходки, способные выжить в открытом космосе. Эти крошечные беспозвоночные, как показали результаты многочисленных научных исследований, могут пережить ядерный взрыв, падение астероида, радиацию и отсутствие кислорода и воды. Но как оказалось, тихоходки не единственные преуспели в выживании в экстремальных условиях. Так, недавно исследователи обнаружили, что вид бактерий Deinococcus radiodurans может жить в открытом космосе в течение трех лет. Эксперимент, проведенный за бортом Международной космической станции (МКС), приводит к противоречивой теории о том, как жизнь может путешествовать между планетами.
Роботизированная рука прикрепила бактерии на на борту Международной космической станции
Выжить в открытом космосе
Микробиологи потратили десятилетия на изучение экстремофилов – организмов, которые выдерживают экстремальные условия, чтобы понять как появилась жизнь на Земле. Некоторые экстремофилы могут жить без защиты в космосе в течение нескольких дней; другие могут жить годами, но только вырезая дом внутри скал. Эти открытия подтверждают теорию о том, что жизнь, как мы ее знаем, может перемещаться между планетами внутри метеоритов или комет.
Согласно данным работы, опубликованной в журнале Frontiers in Microbiology, бактерии Deinococcus radiodurans могут выживать в космосе не менее трех лет. Акихико Ямагиси, микробиолог из Токийского университета фармации и естественных наук, который руководил исследованием, считает, что результаты также предполагают, что микробная жизнь может путешествовать между планетами, не защищенными камнями.
К такому выводу исследователи пришли после завершения эксперимента, в ходе которого обрамленная бесконечным фоном темного, безжизненного космоса, роботизированная рука на МКС в 2015 году установила открытую коробку с микробами на поручне станции в 400 километрах от поверхности Земли.
Здоровые бактерии, помещенные в коробку, не имели никакой защиты от космических ультрафиолетовых, гамма и рентгеновских лучей.
Deinococcus radiodurans собственной персоной
Ямагиси и его команда рассмотрели несколько видов бактерий и Deinococcus radiodurans выделялся как исключительный. В период с 2010 по 2015 год его команда проводила эксперименты по испытанию D. radiodurans на имитируемых условиях Международной космической станции. Таким образом ученые показали, что бактерии выживут в открытом космосе и с помощью ракеты SpaceX запуск состоялся в апреле 2015 года.
Вместе с ракетой SpaceX в космос отправились три группы бактерий: одна на один год, другая на два года и еще одна на три. После того, как астронавты подготовили панели, роботизированная рука, разработанная исследования специально для эксперимента и управляемая с Земли, установила специальные панели на борту МКС. Каждая панель содержала две небольшие алюминиевые пластины, усеянные 20 неглубокими лунками для различных по размеру бактерий. Одна пластина «смотрела» вниз, на Международную космическую станцию, другая – в космос.
Еще больше увлекательных статей о том, какие эксперименты проводятся на борту Международной космической станции, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.
Эксперимент с роботизированной рукой
Каждый год роботизированная рука Кибо размонтировала платформу, удерживающую панели, возвращая ее обратно на МКС, чтобы астронавты могли отправить образцы обратно на Землю для анализа. Полученные результаты показали, что бактерии Deinococcus выжили в трехлетнем эксперименте. Клетки бактерий Deinococcus во внешних слоях масс умирали, но эти мертвые внешние клетки защищали внутренние от непоправимого повреждения ДНК. И когда массы были достаточно большими – по-прежнему тоньше миллиметра – клетки внутри выживали в течение нескольких лет.
«Это напомнило мне именно ту стратегию, которую цианобактерии используют в Андах», – говорит Натали Каброль, астробиолог, не связанный с исследованием, руководит поисками внеземного разума в SETI. Каброл изучала, как цианобактерии – одна из старейших форм жизни на Земле – переносят интенсивное солнечное излучение, организуясь в слои, где клетки умирают снаружи и выживают внутри. Она была довольна тем, что эти результаты могут рассказать нам об экстремофилах, обитающих на Земле. Ее слова приводит Smithsonian magazine.
Происхождение жизни на Земле — самая большая загадка человечества
Помимо защитных слоев клеток в колониях, D. radiodurans оказались удивительно устойчивы к повреждениям от радиации. Их гены кодируют уникальные белки, которые восстанавливают ДНК. В то время как человеческие клетки содержат около двух копий ДНК, а большинство бактериальных клеток одну, D. radiodurans содержит до 10 избыточных копий.
Наличие большего количества копий важных генов означает, что клетки могут производить больше копий белков, которые фиксируют ДНК, поврежденную радиацией. Этот врожденный защитный механизм в сочетании с защитными наружными слоями клеток поддерживал жизнь микробов, несмотря на то, что уровень радиации был в 200 раз выше, чем на Земле.
Используя уже имеющиеся данные о том, как каждый дополнительный год влияет на клетки, команда предсказывает, что путешествующие колонии D. radiodurans могут выживать от двух до восьми лет между Землей и Марсом – и наоборот. По мнению авторов исследования, это говорит о том, что мы должны рассмотреть происхождение жизни не только на Земле, но и на Марсе.
Что такое массапанспермия?
Ранее проведенные исследования предполагают, что споры микробов могут выживать внутри горных пород – это называется литопанспермией. Проще говоря, литопанспермия – это разновидность теории панспермии, которая предполагает, что жизнь на Земле могла возникнуть благодаря микробам с другой планеты. Но Ямагиси считает, что результаты исследования экстремофилов, выдерживающих прямое воздействие космической радиации в течение многих лет без камней, являются причиной для нового термина: массапанспермия.
Согласно массапанспермии, где мassa означает массу на латинском языке, колонии бактерий способны выживать в космосе и могут распространяться от планеты к планете.
Не исключено, что жизнь могла попасть на нашу планета из космоса
Однако многие эксперты не решаются принять массапанспермию, аргументируя это тем, что доказательства жизнеспособности D. radiodurans в течение трех лет очень далеки от тех цифр, которые нужны для того, чтобы
отправить колонии бактерий на Марс. Хотя теоретически подобные путешествия бактерий возможны, ученые подсчитали, что материи может потребоваться до нескольких миллионов лет, чтобы покинуть одну планету и приземлиться на другой в пределах Солнечной системы.
И все же, авторы исследования смотрят в будущее с оптимизмом. Еще бы, ведь в условиях, в которых по нашему мнению не может выжить ни один живой организм, удалось выжить бактериям. Сегодня Ямагаси и его команда разрабатывает микроскоп для поиска жизни под поверхностью Марса. Желаем ученым удачи, а мы будем ждать новостей.
Бактерии, выращенные на МКС, оказались более живучими, чем земные
Как сообщает издание Frontiers in Microbiology, группе исследователей из Дании, Германии, США и Бразилии удалось вырастить на Международной космической станции колонию бактерий, которая оказалась не только более приспособленной к жизни, чем на Земле, но и получила некоторые другие особенные свойства.
В ходе эксперимента ученые одновременно на Земле и на МКС начали выращивать кишечные палочки (Escherichia coli). Колониям бактерий регулярно «скармливали» одинаковые дозы антибиотика (сульфата гентамицина). Выяснилось, что количество антибиотика, которого на Земле хватило для того, чтобы уничтожить всю колонию бактерий, на орбите на кишечные палочки почти не подействовало. Когда эксперты попытались разобраться, в чем же дело, удалось узнать, что размер клеток E. coli у бактерий с МКС был в среднем на 73% меньше, чем у земных собратьев. При этом численность палочек в одинаковом объёме была в космосе в 13 раз выше, чем на Земле.
Но самое интересное открытие ждало ученых впереди: «космические» кишечные палочки образовывали похожее на биопленку скопление, в котором бактерии обменивались пузырьками с сигнальными молекулами. По предположению экспертов, таким образом бактерии, находящиеся на периферии колонии, «приносили себя в жертву», чтобы спасти остальных от губительного действия препарата. Такое поведение объясняет повышенную устойчивость бактерий с МКС к действию сульфата гентамицина. Было найдено и объяснение крайне малым размерам бактерий: в условиях пониженной гравитации затрудняется распространение молекул. Таким образом, чтобы питательные вещества питали клетку, её объём и уменьшается.
Исследователи отмечают, что в условиях пониженной гравитации, несмотря на повышение выживаемости, скорость размножения бактерий значительно снижается. Помимо этого, как говорят ученые, изучение бактерий в условиях космоса поможет выявить новые особенности их биохимии.