Kakitangan Fakulti Biologi Universiti Negeri Lomonosov Moscow mensimulasikan keadaan peningkatan latar belakang radiasi dalam kombinasi dengan suhu rendah, dekat dengan orang Mars, dan mengkaji ketahanan mikroorganisma terhadap mereka. Ternyata sebilangan bakteria dan archaea yang tinggal di batuan beku Artik kuno boleh wujud dalam keadaan sedemikian sehingga 20 juta tahun dalam keadaan tidak aktif.
Suhu purata di Marikh ialah -63 ° C, tetapi di kutub pada waktu malam ia boleh turun hingga -145 ° C. Sehingga kini, tidak diketahui apakah had daya tahan mikroorganisma terhadap faktor ekstrem tersebut. Dengan menggunakan had ini, saintis dapat menilai potensi pemeliharaan mikroorganisma dan biomarker dalam komposisi pelbagai objek dalam sistem suria. Maklumat ini diperlukan untuk merancang misi ruang angkasa astrobiologi, yang penting untuk mendekati pemilihan objek dan wilayah kajian dengan teliti dan pengembangan kaedah untuk mengesan kehidupan.
Bagaimana mikrob bertahan di Marikh
Dalam karya ini, penulis menyiasat radioresistance komuniti mikroba pada batuan sedimen permafrost dalam keadaan suhu rendah dan tekanan rendah. Batuan ini dianggap sebagai analog daratan regolith - sisa tanah setelah luluhawa ruang. Para saintis menunjukkan bahawa potensi biosfera Mars dapat dipelihara dalam keadaan cryopreserve dan faktor utama yang membatasi tempoh pemeliharaannya adalah pengumpulan kerosakan radiasi oleh sel. Penentuan had radioresistance mikroorganisma memungkinkan untuk menganggarkan jangka masa pengekalan mikroorganisma di regolith, termasuk pada kedalaman yang berbeza.
"Kami telah menyelidiki pengaruh kumulatif sejumlah faktor fizikal (radiasi gamma, tekanan rendah, suhu rendah) pada komuniti mikroba batuan sedimen beku Artik kuno. Objek semula jadi yang unik telah diselidiki - batu beku kuno yang tidak cair selama kira-kira dua juta tahun. Secara umum, kami menjalankan eksperimen model yang menghasilkan sepenuhnya keadaan kriopemeliharaan di regolith Mars. Ini juga penting bahawa kajian itu mengkaji kesan dosis tinggi radiasi gamma (100 kGy) terhadap daya maju prokariota, sementara prokariota yang hidup sebelum ini tidak dikesan apabila disinari dengan dos yang lebih tinggi daripada 80 kGy, "kata salah seorang penulis artikel itu, Vladimir Cheptsov, pelajar pascasiswazah Jabatan Biologi Tanah Fakulti Biologi, Universiti Negeri Moscow dinamakan M. V. Lomonosov. Kajian ini disokong oleh Yayasan Sains Rusia (RSF) dalam rangka projek Noah's Ark,hasilnya diterbitkan dalam jurnal Extremophiles.
Penduduk dari portal Pikabu yang terkenal berjaya menyampaikan perspektif atmosfera untuk bakteria penjajah masa depan
Semasa mensimulasikan kesan faktor pada organisma, para saintis menggunakan ruang iklim yang asli, yang memungkinkan untuk mengekalkan tekanan rendah dan suhu rendah semasa penyinaran gamma. Penulis mencatat bahawa komuniti mikroba semula jadi, bukannya budaya mikroorganisma tulen, digunakan sebagai objek model.
Video promosi:
Komuniti mikroba yang dikaji telah menunjukkan ketahanan yang tinggi terhadap kesan keadaan simulasi persekitaran Mars. Selepas penyinaran, jumlah sel prokariotik dan jumlah sel bakteria aktif metabolik tetap berada di tahap kawalan, jumlah bakteria kultur (bakteria yang tumbuh pada media nutrien) menurun sepuluh kali ganda, dan jumlah sel arkeal aktif metabolik menurun tiga kali ganda. Lebih-lebih lagi, penurunan jumlah sel kultur dalam eksperimen disebabkan oleh perubahan keadaan fisiologisnya, dan bukan oleh kematian.
Cryopreservation: cara memelihara hidup di dalam ais
Dalam sampel permafrost yang disinari, saintis menemui kepelbagaian bakteria yang tinggi, walaupun struktur komuniti mikroba berubah dengan ketara setelah penyinaran. Khususnya, populasi aktinobakteria genus Arthrobacter, yang tidak dikesan dalam sampel kawalan, mula berlaku di komuniti bakteria setelah terdedah kepada keadaan model. Ini mungkin disebabkan oleh sedikit penurunan jumlah sel bakteria dominan, akibatnya saintis dapat mengesan aktinobakteria genus Arthrobacter. Penulis mencadangkan bahawa bakteria genus ini lebih tahan terhadap kesan keadaan yang disiasat. Terdapat juga kajian lain, di mana para saintis membuktikan bahawa bakteria ini menunjukkan ketahanan yang cukup tinggi terhadap kesan sinaran dan sinaran ultraviolet,dan DNA mereka terpelihara dengan baik dalam batuan sedimen beku kuno selama berjuta-juta tahun.
Hasil kajian menunjukkan kemungkinan kriopreservasi jangka panjang mikroorganisma yang layak di regolith Martian. Keamatan sinaran pengion di permukaan Marikh adalah 0,05-0,076 Gy / tahun dan menurun dengan kedalaman. Dengan mengambil kira intensiti radiasi di regolith Mars, data kami menunjukkan bahawa ekosistem hipotesis Mars dipelihara dalam keadaan anabiotik di lapisan permukaan regolith (dilindungi dari sinar UV) sekurang-kurangnya 1.3-2 juta tahun, pada kedalaman dua meter - sekurang-kurangnya 3.3 juta tahun, pada kedalaman lima meter - sekurang-kurangnya 20 juta tahun. Data yang diperoleh juga dapat digunakan untuk menilai kemungkinan mendeteksi mikroorganisma yang layak pada benda lain di tata surya dan di dalam badan kecil di luar angkasa,”tambah ilmuwan itu.
Kesimpulannya
Penulis adalah yang pertama membuktikan kemungkinan kelangsungan hidup prokariota apabila terdedah kepada radiasi pengion pada dos melebihi 80 kGy. Data yang diperoleh menunjukkan kemungkinan adanya underestimation of the radioresistance dari komuniti mikroba semula jadi dan keperluan untuk mengkaji kesan sinergi gabungan faktor alien dan ruang pada organisma hidup dan biomolekul dalam eksperimen model astrobiologi.
Kerja itu dilakukan dengan kerjasama saintis dari Institut Penyelidikan Angkasa Akademi Sains Rusia, A. F. Ioffe RAS, Universiti Politeknik Peter the Great St. Petersburg, Universiti Persekutuan Ural dan B. P. Konstantinov dari Pusat Penyelidikan Nasional "Institut Kurchatov". Kajian ini disokong oleh pemberian dari Yayasan Sains Rusia "Yayasan Ilmiah Penciptaan Bank Depositori Nasional untuk Sistem Hidup" (projek "Bahtera Nuh").
Vasily Makarov
