Vai uz Marsa ir dzīvība? Ja tas ir tur, tas, iespējams, ir mikroskopisks un patiešām grūts; spēj izturēt aukstu temperatūru, zemu spiedienu un ļoti maz ūdens. Šie mikrobi paplašina biotopu klāstu, kas varētu atbalstīt dzīvību mūsu Saules sistēmā, un tie zinātniekiem radīs jaunas īpašības, kuras jāmeklē, izpētot Sarkano planētu.
Īpaši izturīgu mikrobu klase, kas dzīvo dažās skarbākajās Zemes vidēs, varētu uzplaukt uz aukstā Marsa un citām vēsām planētām, liecina astronomu un mikrobiologu pētījumu grupa.
Divu gadu laboratorijas pētījumā pētnieki atklāja, ka daži auksti pielāgoti mikroorganismi ne tikai izdzīvoja, bet atražojas 30 grādu Fārenheita temperatūrā, tieši zem ūdens sasalšanas punkta. Mikrobi arī izstrādāja aizsardzības mehānismu, kas pasargāja tos no aukstas temperatūras. Pētnieki ir unikālas Kosmosa teleskopa zinātnes institūta astronomu un Merilendas Universitātes Biotehnoloģijas institūta Jūras biotehnoloģijas centra Baltimorā, Md., mikrobiologu sadarbības dalībnieki. Viņu rezultāti parādās Starptautiskā Astrobioloģijas tīmekļa vietnē.
“Zemajai dzīves temperatūras robežai ir īpaši liela nozīme, jo gan Saules sistēmā, gan Piena Ceļa galaktikā aukstā vide ir daudz izplatītāka nekā karstā vide,” sacīja Neils Reids, Kosmiskā teleskopa zinātniskā institūta astronoms un Zinātņu institūta vadītājs. pētnieku grupa. “Mūsu rezultāti rāda, ka zemākā temperatūra, kurā šie organismi var attīstīties, ietilpst mūsdienu Marsa temperatūras diapazonā un varētu ļaut izdzīvot un augt, it īpaši zem Marsa virsmas. Tas varētu paplašināt apdzīvojamās zonas teritoriju, kurā varētu pastāvēt dzīvība, līdz vēsākām Marsam līdzīgām planētām. ”
Lielākā daļa mūsu galaktikas zvaigžņu ir vēsākas nekā mūsu Saule. Zona ap šīm zvaigznēm, kas piemērota Zemei līdzīgai temperatūrai, būtu mazāka un šaurāka nekā tā dēvētā apdzīvojamā zona ap mūsu Sauli. Tāpēc lielākajā daļā planētu, iespējams, būtu aukstāka nekā Zeme.
Savā divu gadu pētījumā zinātnieki pārbaudīja aukstākās temperatūras robežas divu veidu vienas šūnas organismiem: halogifiliem un metanogēniem. Viņi pieder pie mikrobu grupas, ko kolektīvi sauc par ekstremofiliem, tā sauktajiem, jo viņi dzīvo karstos avotos, skābos laukos, sāļos ezeros un polārajos ledus cepurēs apstākļos, kas nogalinātu cilvēkus, dzīvniekus un augus. Halofīli plaukst sāļajā ūdenī, piemēram, Lielajā Sāls ezerā, un tiem ir DNS atjaunošanas sistēmas, kas tos aizsargā no īpaši lielām radiācijas devām. Metanogēni spēj augt tādos vienkāršos savienojumos kā ūdeņradis un oglekļa dioksīds enerģijas iegūšanai un var savus atkritumus pārvērst metānā.
Eksperimentos izmantotie halofīli un metāngēni ir no Antarktikas ezeriem. Laboratorijā halogofiliem bija ievērojams pieaugums līdz 30 grādiem pēc Fārenheita (mīnus 1 grāds pēc Celsija). Metāngēni bija aktīvi līdz 28 grādiem pēc Fārenheita (mīnus 2 grādi pēc Celsija).
“Mēs esam par vairākiem grādiem pagarinājuši zemākās temperatūras robežas šīm sugām,” sacīja Shiladitya DasSarma, profesore un komandas vadītāja Merilendas Biotehnoloģijas institūta Jūras biotehnoloģijas centrā. “Mums bija ierobežots laiks, lai pēc dažām mēnešiem audzētu organismus kultūrā. Ja mēs varētu pagarināt augšanas laiku, es domāju, ka mēs varētu pazemināt temperatūru, pie kuras tie var izdzīvot vēl vairāk. Sālījuma kultūra, kurā tie aug laboratorijā, var palikt šķidrā veidā līdz mīnus 18 grādiem pēc Fārenheita (mīnus 28 grādi pēc Celsija), tāpēc ir potenciāls ievērojami zemākām augšanas temperatūrām. ”
Zinātnieki arī bija pārsteigti, atklājot, ka halogofīli un metāngēni pasargā sevi no aukstas temperatūras. Dažas arktiskās baktērijas izrāda līdzīgu izturēšanos.
“Šie organismi ir ļoti pielāgojami, un zemā temperatūrā tie veidoja šūnu agregātus,” skaidroja DasSarma. “Tas bija pārsteidzošs rezultāts, kas liek domāt, ka šūnas var“ salipt ”kopā, kad temperatūra kļūst par aukstu augšanai, nodrošinot populācijas izdzīvošanas veidus. Šis ir pirmais šīs parādības atklājums Antarktikas ekstremofilu sugās aukstā temperatūrā. ”
Zinātnieki šos ekstremofilus izvēlējās laboratorijas pētījumam, jo tie ir potenciāli nozīmīgi dzīvībai uz auksta, sausa Marsa. Halofīli varētu zelt sāļajā ūdenī zem Marsa virsmas, kas var palikt šķidrs temperatūrā, kas ir krietni zem 32 grādiem pēc Fārenheita (0 grādi pēc Celsija). Metanogēni varētu izdzīvot uz planētas bez skābekļa, piemēram, uz Marsa. Faktiski daži zinātnieki ir ierosinājuši, ka metāngēni ražoja Marsa atmosfērā noteikto metānu.
"Šis atradums pierāda, ka stingri zinātniski pētījumi par zināmiem ekstremofiliem uz Zemes var sniegt norādes, kā dzīvība varētu izdzīvot citur Visumā," sacīja Dasarma.
Nākamie pētnieki plāno kartēt katra ekstremofila ģenētisko plānu. Inventarizējot visus gēnus, zinātnieki varēs noteikt katra gēna funkcijas, piemēram, precīzi noteikt gēnus, kas aizsargā organismu no aukstuma.
Daudzi ekstremofili ir evolūcijas relikvijas ar nosaukumu Archaea, kas, iespējams, bija starp pirmajiem māju saimniekiem uz Zemes pirms 3,5 miljardiem gadu. Šie izturīgie ekstremofili, iespējams, spēs izdzīvot daudzās Visuma vietās, ieskaitot dažas no aptuveni 200 pasaulēm ap zvaigznēm ārpus mūsu Saules sistēmas, kuras astronomi ir atraduši pēdējās desmitgades laikā. Šīs planētas atrodas plašā vidē, sākot no tā saucamajiem “karstajiem Jupiteriem”, kas riņķo ap zvaigznēm un kur temperatūra pārsniedz 1800 grādus pēc Fārenheita (1000 grādi pēc Celsija), līdz gāzes gigantiem Jupiteram līdzīgās orbītās, kur temperatūra ir ap mīnus 238 grādiem pēc Fārenheita (mīnus 150 grādi pēc Celsija).
Atklājot planētas ar milzīgām temperatūras atšķirībām, zinātniekiem rodas jautājums, kāda vide varētu būt viesmīlīga dzīvībai. Galvenais organisma izdzīvošanas faktors ir augšējās un apakšējās temperatūras robežu noteikšana, pie kurām tas var dzīvot.
Lai arī Marsa laika apstākļi ir ārkārtīgi, planētai ir dažas līdzības ar visstingrākajiem Zemes reģioniem, piemēram, Antarktīdu. Nesen veiktie Antarktikas vides pētījumi, kas ilgi tiek uzskatīti par dzīves neauglību, ir atklājuši ievērojamu mikrobu aktivitāti. “Archaea un baktērijas, kas ir pielāgojušās šiem ekstremālajiem apstākļiem, ir vieni no labākajiem kandidātiem potenciālās ārpuszemes dzīves zemes analogiem; izpratne par viņu adaptīvo stratēģiju un tās ierobežojumiem sniegs dziļāku ieskatu viesmīlīgas vides klāsta būtiskajos ierobežojumos, ”sacīja DasSarma.
Komandas pētījums tika atbalstīts, izmantojot dotācijas no Kosmiskā teleskopa zinātniskā institūta direktora Izvēles pētījumu fonda, Nacionālā zinātnes fonda un Austrālijas Pētniecības padomes.
Kosmosa teleskopa zinātnes institūtu NASA pārvalda Astronomijas pētījumu universitāšu asociācija, Vašingtona.
Viens no pieciem centriem, kas veido Merilendas Universitātes Biotehnoloģijas institūtu (UMBI) Jūras biotehnoloģijas centru un atrodas Baltimoras Iekšostā, nodarbina pētniekus, kuri izmanto mūsdienu bioloģijas un biotehnoloģijas rīkus jūras un estuāru resursu izpētei, aizsardzībai un uzlabošanai.
Ar pētniecības centriem Baltimorā, Rokvilā un Koledžas parkā, Merilendas Universitātes Biotehnoloģijas institūts ir jaunākais no 13 institūcijām, kas veido Merilendas Universitātes sistēmu. UMBI ir 85 mācībspēki, kas ir pakāpieni pa kāpnēm, un 2006. gada budžets ir 60 miljoni USD. Atzīmējot iestādes 20. kalpošanas gadu Mērilendai un pasaulei, UMBI vada mikrobiologs un bijušais biotehnoloģiju izpilddirektors Dr. Jennie C. Hunter-Cevera. Lai iegūtu vairāk informācijas, apmeklējiet vietni http://www.umbi.umd.edu.
Oriģinālais avots: Habla ziņu izlaidums
