Марс має суворе і невблаганне середовище. Здається, Червона планета непридатна для життя через сухість і крижану температуру, яка в середньому становить -80 градусів за Фаренгейтом (-63 градуси за Цельсієм) у середніх широтах. Ще гірше: сонячні протони та потужне галактичне космічне випромінювання постійно бомбардують березня.
У новаторському розслідуванні дослідницька група під керівництвом Браяна Хоффмана та Аджая Шарми з Північно-західний університет виявив, що стародавні бактерії можуть виживати біля поверхні Марса набагато довше, ніж вважалося раніше. Крім того, мікроби можуть виживати значно довше, якщо їх поховати, оскільки вони захищені від сонячних протонів і галактичного космічного випромінювання.
Ці знахідки збільшують ймовірність того, що якщо життя коли-небудь виникло на Марсі, його біологічні останки можуть бути виявлені в майбутніх місіях, включаючи ExoMars (марсохід Розалінд Франклін) і Mars Life Explorer, який матиме бури для вилучення матеріалів з глибини 2 метри.
Дослідники також показали, що деякі штами бактерій можуть витримувати ворогів клімат на Марсі, що підвищує ймовірність того, що майбутні астронавти та космічні мандрівники можуть ненавмисно занести на планету свої мікроби.
Майкл Дейлі, професор патології в Університеті медичних наук (USU) і член Комітету національних академій із захисту планети, який керував дослідженням, сказав: «Наші модельні організми служать проксі як для прямого забруднення Марса, так і для зворотного забруднення Землі, обох яких слід уникати. Важливо, що ці висновки також мають наслідки для біозахисту, тому що загроза біологічних агентів, таких як сибірська виразка, залишається проблемою для військових і внутрішньої оборони».
Гофман сказав, «Ми прийшли до висновку, що земне забруднення Марса буде по суті постійним — протягом тисячоліть. Це може ускладнити наукові пошуки Марсіанське життя. Подібним чином, якщо мікроби еволюціонували на Марсі, вони могли б вижити до наших днів. Це означає, що повернення зразків Марса може забруднити Землю».
Для свого дослідження вчені починають із визначення меж виживання мікробів за іонізуючим випромінюванням. Потім вони піддали шість різних видів земних бактерій і грибів сухій, замороженій симуляції Поверхня Марса і підривали їх протонами або гамма-променями (щоб імітувати випромінювання в космосі).
Гофман сказав, «Немає проточної води або значної води в Марсіанська атмосфера, щоб клітини та спори висихали. Відомо також, що температура на поверхні Марса приблизно схожа на температуру сухого льоду, тому він дійсно глибоко заморожений».
Зрештою вчені дійшли висновку, що деякі земні мікроорганізми зможуть проіснувати на Марсі геологічні епохи сотнями мільйонів років. Вчені виявили, що один витривалий мікроб, Deinococcus radiodurans, або «бактерія Конан», особливо добре підходить для виживання в суворих умовах Марса. Бактерія Конан пережила спори Bacillus, які можуть жити на Землі мільйони років, витримавши величезну кількість радіації в холодному посушливому середовищі.
Вчені піддали зразки високим дозам гамма-випромінювання та протониподібно до того, що Марс зазнав би безпосередньо під поверхнею, а також набагато менші дози, подібні до того, що сталося б, якби мікроорганізм був глибоко закопаний.
Накопичення марганцевих антиоксидантів у клітинах бактерій, що піддалися впливу, було потім виміряно командою Хоффмана в Північно-Західному університеті за допомогою складної методики спектроскопії. Хоффман виявив кореляцію між кількістю марганцевих антиоксидантів, які містить мікроб або його спори, і величиною дози радіації, яку він може витримати. Таким чином, наявність більшої кількості марганцевих антиоксидантів підвищує стійкість до радіації та покращує тривалість життя.
У попередніх дослідженнях вчені виявили, що бактерія Конан може витримувати 25,000 1.2 одиниць випромінювання (або «сірих») або приблизно 140,000 мільйона років під поверхнею Марса, перебуваючи в рідині. Однак останнє дослідження виявило, що стійка бактерія може витримати 28,000 XNUMX грей радіації, якщо її висушити, заморозити та глибоко закопати — умови, характерні для марсіанського клімату. Смертельна доза для людини в XNUMX XNUMX разів перевищує цю.
Хоча Конан, Бактерія, міг прожити на поверхні лише кілька годин під час купання в ультрафіолетовому світлі, тривалість її життя значно покращується, коли вона затінена або розташована безпосередньо під поверхнею Марса. Похована лише на 10 сантиметрів під поверхнею Марса, період виживання бактерії Конан збільшується до 1.5 мільйонів років. І, похована на глибині 10 метрів, бактерія гарбузового кольору могла б прожити цілих 280 мільйонів років.
Дейлі сказав, «Хоча D. radiodurans, похований у надрах Марса, не міг вижити в стані спокою приблизно від 2 до 2.5 мільярдів років відтоді, як на Марсі зникла проточна вода, таке марсіанське середовище регулярно змінюється та тане удари метеоритів. Ми припускаємо, що періодичне танення може призвести до періодичного повторного заселення та розсіювання. Крім того, якби марсіанське життя коли-небудь існувало, навіть якщо зараз на Марсі немає життєздатних форм життя, їхні макромолекули та віруси вижили б набагато, набагато довше. Це збільшує ймовірність того, що якщо життя колись виникло на Марсі, це буде виявлено в майбутніх місіях».
Довідка з журналу:
- Вільям Х. Хорн, Роберт П. Вольпе та ін. Вплив десикації та заморожування на живучість мікробів від іонізуючого випромінювання: міркування щодо повернення зразків із Марса. Астробіологія. DOI: 10.1089/аст.2022.0065
