Как в Атакаме: бактерии выживут на Марсе
Бактерии здесь годами дремлют в почве, а после дождя просыпаются и начинают размножаться.
Панорамный снимок вблизи Паранальской обсерватории. Фото: ESO/E. Emsellem
Ученые нашли признаки жизни в высокогорной чилийской пустыне Атакама — самом сухом месте на Земле. Дожди в Атакаме не идут десятилетиями. Ее поверхность и погодные условия очень похожи на марсианские.
Ученые давно задавались вопросом — способны ли микроорганизмы выжить в этой сверхзасушливой области. Ранее исследователи находили там следы микробной жизни, но не могли с уверенностью сказать, присутствует ли она там постоянно или была случайно занесена извне и обречена на гибель.
Однако некоторые бактерии способны десятилетиями дремать в почве, пока не пойдет дождь. С появлением влаги они просыпаются и начинают размножаться.
И новое исследование немецких ученых, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что даже такая негостеприимная среда, как Атакама, может стать домом для микроорганизмов.
«Меня всегда захватывало ездить туда, где, как людям кажется, ничто не способно выжить, и находить там следы жизни, — делится планетолог Дирк Шульц-Макух из Берлинского технологического университета. — Наши исследования показывают: если жизнь смогла сохраниться в самом сухом месте на Земле, есть шансы, что она подобным образом могла сохраниться и на Марсе».
Шульц-Макух и его коллеги впервые посетили Атакаму в поисках жизни в 2015 году и столкнулись с редчайшим здесь явлением — в пустыне пошел дождь. После него исследователи обнаружили, что почва Атакамы буквально кишит микроорганизмами. Взяв образцы почвы с разных глубин, ученые провели геномный анализ, чтобы определить, какие именно бактерии населяют пустыню.
Исследователи возвращались в пустыню в 2016 и 2017 годах, чтобы отследить изменения. Они установили, что с уходом влаги наиболее живучие бактерии не погибали, а просто впадали в «спячку».
«В прошлом исследователи находили остатки ДНК и умирающие микроорганизмы вблизи поверхности, но это первый случай, когда мы смогли идентифицировать устойчивую форму жизни, живущую в почве пустыни Атакама, - отмечает Шульц-Макух. - Мы считаем, что эти микробные сообщества могут дремать в течение сотен или даже тысяч лет в условиях, похожих на марсианские, а затем вернуться к жизни, когда пойдет дождь».
Миллионы лет назад на Марсе были небольшие озера и океаны, возможно, населенные ранними формами жизни. По мере того, как планета становилась суше и холоднее, эти микроорганизмы могли выработать такие же механизмы адаптации, как и бактерии в Атакаме, считают авторы работы.
«Мы знаем, что в марсианской почве есть вода, замороженная, а недавние исследования указывают на ночные снегопады и другие события, повышающие влажность поверхности планеты, — отмечает Шульц-Макух. — Если на Марсе когда-либо была жизнь, наша работа предполагает, что она могла сохраниться под нынешней иссохшей поверхностью».
Исследователи собираются снова посетить Атакаму в марте 2018 года, чтобы выяснить, какие изменения произошли за это время с бактериями. Также Шульц-Макух отмечает, что они рассчитывают найти формы жизни в озере Дон-Жуан в Антарктиде — самом соленом водоеме на Земле, который не замерзает даже при температуре воздуха −53 °C.
«На Земле есть всего несколько мест, где можно найти формы жизни, выживающие в условиях, подобных марсианским. Наша цель — понять, как они это делают, чтобы знать, что нам искать на поверхности Марса», — объясняет ученый.
Возможно, жизнедеятельность в организмах не останавливается, а замедляется до уровней, которые нельзя выявить. «На больших глубинах в океане или в вечной мерзлоте клетки микроорганизмов делятся каждые 1000-10 000 лет, — объясняет сотрудница Лаборатории океанологии Бигелоу Джеки Горидаль. — Как это измерить?».
Способность бактерий выживать в спящем состоянии длительное время подтверждается и другими исследованиями. Так, российские биологи установили, что некоторые бактерии и археи, обитающие в древних арктических мерзлых породах, могут существовать в близких к марсианским условиях в неактивном состоянии миллионы лет.
Исследователи работали с древними мерзлыми породами, не оттаивавшими около 2 млн лет. Они изучили совокупное воздействие ряда физических факторов (гамма-излучение, низкое давление, низкая температура) на микробные сообщества в этих породах.
«В целом, нами проведен модельный эксперимент, более полно воспроизводящий условия криоконсервации в реголите Марса», — отмечают исследователи.
Изученные микробные сообщества показали высокую устойчивость к воздействию моделируемых условий марсианской среды. После облучения, общая численность клеток прокариот и число метаболически активных бактериальных клеток сохранилась на контрольном уровне, численность культивируемых бактерий (бактерии, которые растут на питательных средах) сократилась в десять раз, а количество метаболически активных клеток архей уменьшилось в три раза.
При этом снижение численности культивируемых клеток в эксперименте было вызвано изменением их физиологического состояния, а не гибелью. Авторы впервые доказали возможность выживания прокариот при облучении ионизирующей радиацией в дозах свыше 80 кГр.
Автор: Алла Салькова
