Марс имеет суровую и неумолимую окружающую среду. Красная планета кажется непригодной для жизни из-за сухой и ледяной температуры, которая в среднем составляет -80 градусов по Фаренгейту (-63 градуса по Цельсию) в средних широтах. Еще хуже: солнечные протоны и мощное галактическое космическое излучение непрерывно бомбардируют планету. март.
В новаторском расследовании исследовательская группа во главе с Брайаном Хоффманом и Аджаем Шармой из Северо-Западного университета обнаружили, что древние бактерии могут выживать на поверхности Марса гораздо дольше, чем считалось ранее. Кроме того, микробы могут значительно дольше выживать в захоронении, потому что они защищены от солнечных протонов и галактического космического излучения.
Эти результаты усиливают вероятность того, что, если жизнь когда-либо развилась на Марсе, ее биологические останки могут быть обнаружены в будущих миссиях, включая ExoMars (марсоход Розалинд Франклин) и Mars Life Explorer, который будет нести буры для извлечения материалов с глубины 2 метра под поверхностью.
Исследователи также показали, что некоторые штаммы бактерий могут выдерживать враждебное воздействие. климат на Марсе, повышая вероятность того, что будущие астронавты и космические путешественники могут непреднамеренно занести свои микробы на планету.
Майкл Дейли, профессор патологии Университета медицинских наук США (USU) и член Комитета национальных академий по планетарной защите, который руководил исследованием, сказал: «Наши модельные организмы служат заменителями как прямого загрязнения Марса, так и обратного загрязнения Земли, которых следует избегать. Важно отметить, что эти результаты также имеют значение для биозащиты, потому что угроза биологических агентов, таких как сибирская язва, по-прежнему вызывает озабоченность у военных и национальной обороны».
Гофман сказал, «Мы пришли к выводу, что земное загрязнение на Марсе будет по существу постоянным — в течение тысяч лет. Это может осложнить научные усилия по поиску марсианская жизнь. Точно так же, если бы микробы развились на Марсе, они могли бы выжить до наших дней. Это означает, что возвращение марсианских образцов может загрязнить Землю».
Их изучение ученые начинают с определения пределов выживания микробной жизни при ионизирующем излучении. Затем они подвергли шесть различных видов земных бактерий и грибов сухой, замороженной имитации Поверхность Марса и взорвали их протонами или гамма-лучами (чтобы имитировать космическое излучение).
Гофман сказал, «Нет проточной воды или значительного количества воды в Марсианская атмосфера, чтобы клетки и споры высохли. Также известно, что температура поверхности Марса примерно аналогична температуре сухого льда, так что он действительно глубоко заморожен».
В конце концов ученые пришли к выводу, что некоторые земные микроорганизмы смогут существовать на Марсе в течение геологических эпох в сотни миллионов лет. Ученые обнаружили, что один выносливый микроб, Deinococcus radiodurans, или «Бактерия Конана», особенно хорошо подходит для выживания в суровых условиях Марса. Бактерия Конан пережила споры Bacillus, которые могут жить на Земле миллионы лет, выживая при огромном количестве радиации в холодной и засушливой среде.
Ученые подвергли образцы воздействию высоких доз гамма-излучения и протоны, подобно тому, что испытал бы Марс в непосредственных недрах, а также гораздо более низкие дозы, подобные тому, что произошло бы, если бы микроорганизм был глубоко захоронен.
Накопление марганцевых антиоксидантов в клетках подвергшихся воздействию бактерий было затем измерено командой Хоффмана на Северо-Западе с использованием сложной техники спектроскопии. Хоффман обнаружил корреляцию между количеством марганцевых антиоксидантов, переносимых микробом или его спорами, и величиной дозы облучения, которую он может выдержать. Следовательно, наличие большего количества антиоксидантов марганца повышает устойчивость к радиации и увеличивает продолжительность жизни.
В ходе предыдущих исследований ученые обнаружили, что бактерия Конан может выдерживать 25,000 1.2 единиц радиации (или «серых»), или около 140,000 миллиона лет непосредственно под поверхностью Марса, находясь в жидкости. Однако последнее исследование показало, что устойчивая бактерия может выдерживать 28,000 XNUMX Грэй радиации, когда она высушена, заморожена и глубоко закопана — условия, характерные для марсианского климата. Смертельная доза для человека в XNUMX XNUMX раз выше этой.
Хотя Конан, бактерия, могла выжить только в течение нескольких часов на поверхности, купаясь в ультрафиолетовом свете, ее продолжительность жизни резко увеличивается, когда она находится в тени или находится непосредственно под поверхностью Марса. Бактерия Конана, похороненная всего в 10 сантиметрах под поверхностью Марса, продолжительность жизни увеличивается до 1.5 миллиона лет. И, будучи погребенной на глубине 10 метров, бактерия цвета тыквы может прожить целых 280 миллионов лет.
Дали сказал, «Хотя D. radiodurans, погребенный в марсианских недрах, не мог находиться в состоянии покоя в течение примерно 2–2.5 миллиардов лет с тех пор, как на Марсе исчезла проточная вода, такая марсианская среда регулярно изменяется и тает под действием падение метеорита. Мы предполагаем, что периодическое таяние может привести к прерывистой репопуляции и расселению. Кроме того, если бы марсианская жизнь когда-либо существовала, даже если бы на Марсе сейчас не было жизнеспособных форм жизни, их макромолекулы и вирусы выжили бы гораздо дольше. Это увеличивает вероятность того, что, если жизнь когда-либо возникнет на Марсе, это будет обнаружено в будущих миссиях».
Справочник журнала:
- Уильям Х. Хорн, Роберт П. Вольпе и др. Влияние высыхания и замораживания на выживаемость микробов при ионизирующем излучении: соображения по возврату образцов с Марса. астробиология, DOI: 10.1089/аст.2022.0065
