Марс не совсем дружелюбное место для жизни, как мы его знаем. В то время как температура на экваторе может достигать до 35 ° C (95 ° F) летом в полдень, средняя температура на поверхности составляет -63 ° C (-82 ° F) и может достигать -143 ° C (-226 ° F) зимой в полярных регионах. Его атмосферное давление составляет около половины одного процента от земного, а поверхность подвергается значительному воздействию радиации.
До сих пор никто не был уверен, смогут ли микроорганизмы выжить в этой экстремальной среде. Но благодаря новому исследованию, проведенному группой исследователей из Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (МГУ), мы можем теперь наложить ограничения на то, какие условия могут выдерживать микроорганизмы. Следовательно, это исследование может иметь значительные последствия для охоты на жизнь в других местах Солнечной системы, а может быть, даже за ее пределами!
Недавно в научном журнале появилось исследование под названием «Микробные сообщества, подверженные гамма-воздействию 100 кГр в пределах вечной арктической вечной мерзлоты в условиях имитации Марса». Экстремофилы. Исследовательская группа, которую возглавлял Владимир Сергеевич Чепцов из ЛМСУ, состояла из представителей Российской академии наук, Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, Курчатовского института и Уральского федерального университета.
Ради своего исследования исследовательская группа предположила, что условия температуры и давления будут не смягчающими факторами, а радиацией. Таким образом, они провели испытания, где микробные сообщества, содержащиеся в моделируемом марсианском реголите, были затем облучены. Моделируемый реголит состоял из осадочных пород, содержащих вечную мерзлоту, которые затем подвергались воздействию низких температур и низкого давления.
Как объяснил в пресс-релизе ЛГСУ аспирант кафедры биологии почв МГУ им. М.В. Ломоносова, соавтор статьи, Чепцов Владимир Сергеевич:
«Мы изучили совместное воздействие ряда физических факторов (гамма-излучение, низкое давление, низкая температура) на микробные сообщества в древней арктической вечной мерзлоте. Мы также изучили уникальный природный объект - древнюю вечную мерзлоту, которая не таяла около 2 миллионов лет. В двух словах, мы провели имитационный эксперимент, который охватывал условия криоконсервации в марсианском реголите. Также важно, что в этой статье мы изучили влияние высоких доз (100 кГр) гамма-излучения на жизнеспособность прокариот, в то время как в предыдущих исследованиях не было обнаружено никаких живых прокариот после доз, превышающих 80 кГр ».
Чтобы смоделировать марсианские условия, команда использовала оригинальную камеру с постоянным климатом, которая поддерживала низкую температуру и атмосферное давление. Затем они подвергли микроорганизмы воздействию различных уровней гамма-излучения. Они обнаружили, что микробные сообщества показали высокую устойчивость к условиям температуры и давления в моделируемой марсианской среде.
Однако после того, как они начали облучать микробы, они заметили несколько различий между облученным образцом и контрольным образцом. В то время как общее количество прокариотических клеток и количество метаболически активных бактериальных клеток оставалось в соответствии с контрольными уровнями, количество облученных бактерий уменьшилось на два порядка, в то время как количество метаболически активных клеток архей также уменьшилось в три раза.
Команда также заметила, что в экспонированном образце вечной мерзлоты было высокое биологическое разнообразие бактерий, и эти бактерии претерпели значительные структурные изменения после облучения. Например, популяции актинобактерий, такие как Arthrobacter- общий род, обнаруженный в почве - не присутствовал в контрольных образцах, но стал преобладающим в бактериальных сообществах, подвергшихся воздействию.
Короче говоря, эти результаты показали, что микроорганизмы на Марсе более выживаемы, чем считалось ранее. Помимо способности выдерживать холодные температуры и низкое атмосферное давление, они также способны выдерживать радиационные условия, характерные для поверхности. Как объяснил Чепцов:
«Результаты исследования указывают на возможность длительного криосохранения жизнеспособных микроорганизмов в марсианском реголите. Интенсивность ионизирующего излучения на поверхности Марса составляет 0,05-0,076 Гр / год и уменьшается с глубиной. Принимая во внимание интенсивность излучения в реголите Марса, полученные данные позволяют предположить, что гипотетические экосистемы Марса могут сохраняться в анабиотическом состоянии в поверхностном слое реголита (защищенном от ультрафиолетовых лучей) не менее 1,3 миллиона лет, на глубине двух метров не менее 3,3 миллиона лет и на глубине пяти метров не менее 20 миллионов лет. Полученные данные также могут быть использованы для оценки возможности обнаружения жизнеспособных микроорганизмов на других объектах солнечной системы и в небольших телах в космическом пространстве »
Это исследование было значительным по нескольким причинам. С одной стороны, авторам удалось впервые доказать, что прокариотические бактерии могут выживать при радиации, превышающей 80 кГр - что ранее считалось невозможным. Они также продемонстрировали, что, несмотря на тяжелые условия, микроорганизмы все еще могут быть живы на Марсе сегодня, сохранены в его вечной мерзлоте и почве.
Исследование также демонстрирует важность учета как внеземных, так и космических факторов при рассмотрении того, где и при каких условиях живые организмы могут выживать. Наконец, но не в последнюю очередь, это исследование сделало то, чего не было в предыдущих исследованиях, а именно, определило пределы радиационной стойкости микроорганизмов на Марсе - особенно в пределах реголита и на различных глубинах.
Эта информация будет неоценимой для будущих миссий на Марс и в другие места в Солнечной системе, и, возможно, даже при изучении экзопланет. Знание условий, в которых будет процветать жизнь, поможет нам определить, где искать признаки этого. И при подготовке миссий другими словами, это также позволит ученым знать, какие места следует избегать, чтобы можно было предотвратить загрязнение местных экосистем.
