Чи є життя на Марсі? Якщо він є, він, мабуть, мікроскопічний і справді жорсткий; здатний переносити холодну температуру, низький тиск і дуже мало води. Ці мікроби розширюють спектр середовищ існування, які можуть підтримувати життя в нашій Сонячній системі, і дадуть науковцям нові характеристики, які слід шукати при дослідженні Червоної планети.
Клас особливо витривалих мікробів, які живуть в деяких найсуворіших земних середовищах, може процвітати на холодному Марсі та інших холодних планетах, повідомляє дослідницька група астрономів та мікробіологів.
У дворічному лабораторному дослідженні дослідники виявили, що деякі мікроорганізми, адаптовані до холоду, не тільки виживали, але розмножувалися при 30 градусах за Фаренгейтом, трохи нижче точки замерзання води. Мікроби також розробили захисний механізм, який захищав їх від холодних температур. Дослідники є членами унікальної співпраці астрономів з Науково-дослідного інституту космічного телескопа та мікробіологів Центру морської біотехнології Мерілендського університету в м. Балтимор, штат Массачусетс, їх результати з’являються на веб-сайті Міжнародного журналу астробіології.
"Межа низької температури для життя особливо важлива, оскільки і в Сонячній системі, і в Галактиці Чумацького Шляху холодне середовище набагато частіше, ніж у гарячих умовах", - сказав Ніл Рід, астроном з Наукового інституту космічного телескопа і керівник дослідницька група. "Наші результати показують, що найнижчі температури, при яких ці організми можуть процвітати, потрапляють в температурний діапазон, що спостерігається на сучасному Марсі, і можуть дозволяти виживання та зростання, особливо під поверхнею Марса. Це може розширити сферу житлової зони, територію, в якій могло б існувати життя, на більш холодні планети, схожі на Марс ».
Більшість зірок у нашій галактиці прохолодніше, ніж наше Сонце. Зона навколо цих зірок, яка підходить для землеподібних температур, була б меншою і вужчою, ніж так звана житлова зона навколо нашого Сонця. Тому більшість планет, ймовірно, холодніша за Землю.
У своєму дворічному дослідженні вчені перевірили найхолодніші межі температури для двох типів одноклітинних організмів: галофілів та метаногенів. Вони входять до групи мікробів, що називаються екстремофілами, так звані, оскільки вони живуть на гарячих джерелах, кислих полях, солоних озерах та полярних крижаних кришках за умов, які вбивають людей, тварин та рослини. Галофіли процвітають у солоній воді, як-от Велике Солоне озеро, і мають системи відновлення ДНК, щоб захистити їх від надзвичайно високих доз радіації. Метаногени здатні вирощувати для отримання енергії прості сполуки, такі як водень та вуглекислий газ, і можуть перетворювати свої відходи в метан.
Галофіли та метаногени, що використовуються в експериментах, походять з озер Антарктики. У лабораторії галофіли виявили значне зростання до 30 градусів за Фаренгейтом (мінус 1 градус Цельсія). Метаногени були активними до 28 градусів за Фаренгейтом (мінус 2 градуси Цельсія).
"Ми збільшили нижчі температурні межі для цих видів на кілька градусів", - сказала Шиладітя Дассарма, професор і керівник команди Центру морської біотехнології, Біотехнологічний інститут університету Меріленда. «У нас було обмежено кількість часу, щоб вирощувати організми в культурі, за порядком місяців. Якби ми могли продовжити час зростання, я думаю, ми могли б знизити температури, за яких вони можуть вижити ще більше. Культура розсолу, в якій вони вирощуються в лабораторії, може залишатися в рідкому вигляді до мінус 18 градусів за Фаренгейтом (мінус 28 градусів Цельсія), тому потенціал існує для значно нижчих температур росту. "
Вчені також були здивовані, виявивши, що галофіли та метаногени захищали себе від холодних температур. Деякі арктичні бактерії демонструють подібну поведінку.
"Ці організми дуже адаптуються, і при низькій температурі вони утворюють клітинні агрегати", - пояснив Дассарма. "Це був вражаючий результат, який говорить про те, що клітини можуть" злипатися ", коли температури стають занадто холодними для зростання, забезпечуючи способи виживання як популяції. Це перше виявлення цього явища у антарктичних видів екстремофілів при холодних температурах ».
Вчені відібрали цих екстремофілів для лабораторного дослідження, оскільки вони потенційно мають відношення до життя на холодному сухому Марсі. Галофіли можуть процвітати в солоній воді під поверхнею Марса, яка може залишатися рідкою при температурі значно нижче 32 градусів за Фаренгейтом (0 градусів Цельсія). Метаногени могли виживати на планеті без кисню, наприклад, на Марсі. Насправді, деякі вчені припустили, що метаногени виробляють метан, виявлений в атмосфері Марса.
"Цей висновок демонструє, що жорсткі наукові дослідження з відомих екстремофілів на Землі можуть дати підказки, як життя може вижити в інших місцях Всесвіту", - сказав Дассарма.
Далі дослідники планують скласти карту повного генетичного плану для кожного екстремофіла. Провівши інвентаризацію всіх генів, вчені зможуть визначити функції кожного гена, наприклад, точне визначення генів, що захищають організм від холоду.
Багато екстремофілів - це еволюційні реліквії під назвою Архея, які, можливо, були одними з перших одомашників на Землі 3,5 мільярда років тому. Ці міцні екстремофіли, можливо, зможуть вижити в багатьох місцях Всесвіту, включаючи деякі з приблизно 200 світів навколо зірок поза нашою Сонячною системою, які виявили астрономи за останнє десятиліття. Ці планети знаходяться в широкому діапазоні навколишнього середовища, від так званих "гарячих Юпітерів", які орбітують близько до зірок і де температура перевищує 1800 градусів Фаренгейта (1000 градусів Цельсія), до газових гігантів на орбітах, подібних до Юпітера, де температура близько мінус 238 градусів Фаренгейта (мінус 150 градусів Цельсія).
Відкриття планет з величезними температурними розбіжностями вчених цікавить, яке середовище може бути гостинним для життя. Ключовим фактором виживання організму є визначення верхньої та нижньої меж температури, при яких він може жити.
Незважаючи на те, що марсіанські погодні умови надзвичайно екстремальні, планета має певні схожість з найбільш екстремальними холодними регіонами Землі, такими як Антарктида. Нещодавно розцінені як безплідно життя, останні дослідження антарктичних середовищ виявили значну мікробну активність. «Архея та бактерії, які пристосувались до цих екстремальних умов, є одними з найкращих кандидатів на земні аналоги потенційного позаземного життя; розуміння їх адаптаційної стратегії та її обмежень дасть глибше уявлення про основні обмеження у діапазоні гостинних середовищ », - сказав Дассарма.
Дослідження команди було підтримано за рахунок грантів Фонду дискреційних досліджень Наукового інституту космічного телескопа, Національного наукового фонду та Австралійської наукової ради.
Науковий інститут космічного телескопа працює для НАСА Асоціацією університетів з досліджень в галузі астрономії, Inc., Вашингтон.
В одному з п’яти центрів, що утворюють Біотехнологічний інститут Мерілендського університету (UMBI), Центр морської біотехнології, розташований у Внутрішній гавані Балтімора, працюють дослідники, які застосовують інструменти сучасної біології та біотехнології для вивчення, захисту та вдосконалення морських та лиманових ресурсів.
Маючи науково-дослідні центри в Балтіморі, Роквіллі та Коледж-парку, Біотехнологічний інститут університету Меріленда є новітньою з 13 установ, що утворюють університетську систему Меріленда. UMBI має 85 вищих навчальних закладів та бюджет на 2006 рік у розмірі 60 мільйонів доларів. Відзначаючи 20-й рік служби установи в Меріленді та світі, UMBI очолює мікробіолог та колишній керівник біотехнології доктор Дженні Джей Хантер-Севера. Для отримання додаткової інформації відвідайте http://www.umbi.umd.edu.
Оригінальне джерело: Новини Хаббла
