Марс - не зовсім дружнє місце для життя, як ми його знаємо. У той час як температура на екваторі може досягати таких високих, як і мокрий 35 ° C (95 ° F) влітку опівдні, середня температура на поверхні становить -63 ° C (-82 ° F) і може досягати таких низьких, як -143 ° C (-226 ° F) взимку в полярних районах. Його атмосферний тиск становить близько половини одного відсотка земного, а поверхня піддається значній кількості випромінювання.
До цього часу ніхто не був певний, чи зможуть мікроорганізми вижити в цьому екстремальному середовищі. Але завдяки новому дослідженню групи дослідників з Московського державного університету імені Ломоносова (ЛМСУ), ми можемо тепер поставити обмеження щодо того, яким умовам можуть протистояти мікроорганізми. Таким чином, це дослідження може мати суттєвий вплив на полювання на життя в іншому місці Сонячної системи, а може бути, і за її межами!
Дослідження під назвою «Мікробні спільноти, уражені 100 гамма гамою в древній арктичній вічній мерзлоті в симульованих марсіанських умовах», нещодавно з’явилося в науковому журналі Екстремофіли. До дослідницької групи, яку очолював Володимир Сергійович Чепцов з ЛМСУ, входили члени Російської академії наук, Санкт-Петербурзького державного політехнічного університету, Курчатовського інституту та Уральського федерального університету.
Заради свого дослідження дослідницька група припустила, що температура та тиск не будуть пом'якшуючими факторами, а радіацією. Як таке, вони провели випробування, де мікробні спільноти, що містяться в змодельованому марсіанському реголіті, потім були опромінені. Модельований реголіт складався з осадових порід, які містили вічну мерзлоту, які потім були піддані умовам низької температури та низького тиску.
Як розповів Чепцов Володимир Сергійович, аспірант кафедри біології ґрунтів МДУ ім. Ломоносова та співавтор доповіді, у поясненні прес-служби ЛМСУ пояснив:
«Ми вивчили спільний вплив ряду фізичних факторів (гамма-випромінювання, низький тиск, низька температура) на мікробні спільноти в древній арктичній вічній мерзлоті. Ми також вивчали унікальний природний об'єкт - древню вічну мерзлоту, яка не танула вже близько 2 мільйонів років. Коротше кажучи, ми провели імітаційний експеримент, який охоплював умови кріоконсервації в марсіанській реголіті. Важливо також, що в цій роботі ми вивчали вплив високих доз (100 кГр) гамма-випромінювання на життєздатність прокаріотів, тоді як у попередніх дослідженнях жодних живих прокаріотів не було знайдено після дози понад 80 кГр. "
Для моделювання марсіанських умов команда використовувала оригінальну камеру постійного клімату, яка підтримувала низьку температуру та атмосферний тиск. Потім вони виявили мікроорганізми різному рівню гамма-випромінювання. Вони виявили, що мікробні спільноти виявляли високу стійкість до температурних та тискних умов у модельованому марсіанській середовищі.
Однак після того, як вони почали опромінювати мікроби, вони помітили кілька відмінностей між опроміненим зразком і контрольним зразком. Якщо загальна кількість клітин прокаріотів та кількість метаболічно активних бактеріальних клітин залишалися узгодженими з контрольними рівнями, кількість опромінених бактерій зменшилася на два порядки, тоді як кількість метаболічно активних клітин археї також зменшилася втричі.
Команда також помітила, що в опроміненому зразку вічної мерзлоти спостерігається велике біорізноманіття бактерій, і ця бактерія зазнала значних структурних змін після її опромінення. Наприклад, популяції актинобактерій, як Артробактер- поширений рід, знайдений у ґрунті - не був присутній у контрольних зразках, але став переважаючим у бактерійних спільнотах, які піддавалися впливу.
Коротше кажучи, ці результати свідчать про те, що мікроорганізми на Марсі є більш живими, ніж вважалося раніше. Окрім того, що можуть пережити холодні температури та низький атмосферний тиск, вони також здатні пережити типи радіаційних умов, які є загальними на поверхні. Як пояснив Чепцов:
«Результати дослідження вказують на можливість тривалого кріозбереження життєздатних мікроорганізмів у марсіанській реголіті. Інтенсивність іонізуючого випромінювання на поверхні Марса становить 0,05-0,076 Гр / рік і зменшується з глибиною. Враховуючи інтенсивність випромінювання в марсовому реголіті, отримані дані дозволяють припустити, що гіпотетичні Марсові екосистеми могли зберігатися в анабіотичному стані в поверхневому шарі реголіту (захищеному від УФ-променів) принаймні 1,3 мільйона років, на глибині двох метрів протягом не менше 3,3 млн років, а на глибині п’яти метрів принаймні 20 мільйонів років. Отримані дані також можуть бути застосовані для оцінки можливості виявлення життєздатних мікроорганізмів на інших об'єктах Сонячної системи та в невеликих тілах у космічному просторі. "
Це дослідження було важливим з кількох причин. З одного боку, авторам вдалося вперше довести, що бактерія прокаріот може пережити радіацію, що перевищує 80 кГр - те, що раніше вважалося неможливим. Вони також продемонстрували, що, незважаючи на його жорсткі умови, мікроорганізми все ще можуть жити на Марсі сьогодні, зберігаючи його в мерзлоті та ґрунті.
Дослідження також демонструє важливість врахування як позаземних, так і космічних факторів при розгляді, де і за яких умов живі організми можуть вижити. І останнє, але не менш важливе, це дослідження зробило те, чого не було в попередньому дослідженні, а саме - визначити межі стійкості до випромінювання мікроорганізмів на Марсі, зокрема в межах реголіту та на різних глибинах.
Ця інформація буде неоціненною для майбутніх місій на Марс та інших локацій Сонячної системи, і, можливо, навіть при вивченні екзопланет. Знання того, в яких умовах буде процвітати життя, допоможе нам визначити, де шукати ознаки. І готуючи місії іншими словами, це також дозволить вченим знати, які місця уникати, щоб запобігти забрудненню корінних екосистем.
