Жизнь в открытом космосе

Российские ученые обнаружили на внешней стороне МКС ДНК микроорганизмов. Ранее считалось, что космическая радиация и перепады температур убивают все живое. Эксперимент российских микробиологов опроверг этот факт. Российские ученые сравнили космические образцы с земными: оказалось, что на орбите — так называемые экстремальные бактерии, которые на Земле живут в горячих источниках и вулканической лаве. Сейчас задача выяснить, как микробы оказались на МКС. Откуда они — с Земли или из космоса?

В ближнем космосе есть жизнь! Это подтвердили исследования российских ученых. В 2010 году экипаж 25-й экспедиции вышел в открытый космос, чтобы взять образцы пыли с поверхности МКС и проверить износ металла. Процедура обычная. Таковы правила эксплуатации. А вот результаты стали сенсацией. В космической пыли оказались микроорганизмы.

"Не ожидали, думали космическая радиация могла убить все живое. Почему мы считаем, что у нас есть надежда, что это все-таки живые организмы, потому что ДНК само по себе не может долго сохраняться, поэтому раз мы определили ДНК, значит там бактерии тоже есть", — говорит руководитель лаборатории молекулярной диагностики Института вирусологии имени Д.И.Ивановского Татьяна Гребенникова.

Эксперимент "Тест", а точнее — исследования, проводили пять раз. Специально разработали прибор, внутри – стерильные стержни. Все герметично. Попадание земных микробов исключено.

"Что делает экипаж, он выходит в открытый космос, выворачивает на резьбе стержень, берет мазок, вставляет стержень в полость обратно, герметично заворачивает, и в таком виде возвращается на Землю", — рассказывает главный научный сотрудник ОАО "РКК "Энергия" Олег Цыганков.

Образцы пыли космонавты брали в разных уголках станции. И там, где для бактерий должно быть комфортно, под теплоизоляционной обшивкой, и на открытой поверхности, где солнечные лучи, огромные температурные перепады. Парадокс, но именно в этой самой агрессивной среде и нашли признаки жизни.

"У этого эксперимента большое будущее. И мы, правда, на пороге новых открытий, выходим в космос, берем мазки с поверхности, люка, с поверхности станции, обращенной к Солнцу, к Земле, и получаем удивительные результаты", — считает первый заместитель генерального конструктора РКК "Энергия", руководитель полётов российского сегмента МКС Владимир Соловьев.

Эксперименты с бактериями в ближнем космосе ученые проводили не раз. Микробы жили на поверхности станции — и в закрытых, и в открытых контейнерах. Но это были земные микробы, специально доставленные на орбиту.

Поискать жизнь в местах загрязнений, где за 15 лет работы МКС, накопилась пыль, взяв обычные пробы, – мысли не возникало. Считалось, солнце и космическая радиация смертельны для любых земных организмов.

"В местах загрязнений, возле иллюминаторов, почему мы говорим в местах загрязнений, около клапанов мы видели загрязнения, …и когда мы доставляли пробники, мы видели, он черный, и это натолкнуло нас на мысль, что для того, чтобы микроорганизмам выжить, им нужны загрязнения, которое может их в какой-то степени укрывать их от УФ, а главное, обеспечивать сцепление с поверхностью, вот так у нас пошел эксперимент", — говорит главный научный сотрудник ЦНИИмаш Елена Шубралова.

"Тест" российских ученых показал: бактерии в космической пыли есть. Правда, немного. После молекулярной диагностики и сравнительного анализа нашли и земные аналоги.

"В первом эксперименте мы нашли экстремальные бактерии, затем мы определили, что там существуют ДНК микобактерий. Мы нашли некультивируемые бактерии, которые встречаются в почве Мадагаскара", — рассказала руководитель лаборатории молекулярной диагностики Института вирусологии им. Д.И.Ивановского Татьяна Гребенникова.

Это видео, снимали биологи. Когда привезли космические образцы, в институте был настоящий переполох. Съемка внутри запрещена, стерильность наивысшей степени, чтобы не занести земное.

В каком состоянии бактерии находятся в космосе, спящем или активном, и как они там оказались, еще предстоит выяснить. Одна из главных версий — долетели с Земли. На микрочастицах.

"Есть так называемая стратосферная электрическая цепь, не только воздух может переносить, а могут какие-то электрозаряды переносить эти элементы, если они такие устойчивые к условиям неблагоприятным, то они могут переноситься и другими средствами, на каких-то частицах. Вот как предполагается появление жизни на Земле, микроорганизмы могут путешествовать на каких-то материальных частицах", — предположил главный научный сотрудник ОАО "РКК "Энергия" Олег Цыганков.

Еще одна версия происхождения микробов на МКС. Микробы — из дальнего космоса. Разносчиками жизни по Вселенной вполне могут быть кометы, в составе которых есть лед.

"Из наблюдений и исследований Солнечной системы мы знаем, что довольно много органического вещества принесено астероидами и кометами. Мы знаем, где формировались астероиды и кометы…", — сообщил заведующий отделом исследований Солнечной системы Института астрономии РАН Валерий Шематович.

Недавно астрофизики обнаружили еще одно косвенное подтверждение космического биомира. На расстоянии 455 световых лет от Земли в протопланетном облаке нашли сложные органические соединения. Сформировались они не в области горячей молодой звезды, а на периферии, где низкие температуры. Кто знает, может, эта новая планетная система станет новым обитаемым миром.

"Увидели одну очень сложную молекулу — метилцианид. В этой молекуле есть связь СН, которая важна для формирования нуклеотидов и далее кислот, которые определяют ту форму жизни, которая есть у нас", — объясняет заведующий отделом исследований Солнечной системы Института астрономии Валерий Шематович.

До сих пор считалось, что биооболочка нашей планеты ограничивается высотой в 90 километров. После эксперимента "Тест", скорее всего, биограницы придется расширить до 400 километров — орбита Международной космической станции.

А может и вовсе границ никаких нет, и Вселенная едина, а жизнь так и кочует из одной системы в другую!

Экстремофи?лы (от лат. extremus — экстремальный и греч. ????? — любовь) — совокупное название для живых существ (в том числе бактерий и микроорганизмов), способных жить и размножаться в экстремальных условиях окружающей среды (экстремально высокие/низкие температуры, чрезмерное давление, повышенная/пониженная кислотность, наличие кислорода и т. п.). По сравнению с этим, организмы, обитающие в более умеренной среде, могут быть названы мезофилами или нейтрофилами.

Характеристики

В 1980-х и 1990-х годах биологи обнаружили, что микробная жизнь обладает удивительной гибкостью к выживанию в экстремальных местах обитания — например, в нишах, чрезвычайно горячих или кислотных, которые были бы абсолютно негостеприимными для сложных организмов. Некоторые учёные даже заключили, что жизнь на Земле могла зародиться в подводных гидротермальных источниках на дне океана. Согласно астрофизику Штайн Зигурдсону, «Были обнаружены жизнеспособные споры бактерии возрастом 40 миллионов лет, и мы знаем что они очень устойчивы к радиации». В феврале 2013 года учёные сообщили об обнаружении бактерии, обитающей в холоде и темноте озера, захоронённого под полумильной толщей льда в Антарктиде[1]. 17-го марта 2013 года исследователи представили данные, предполагающие обилие микробной жизни на дне Марианской впадины. Другие учёные опубликовали схожие исследования, что микробы обитают внутри скал на глубине 1900 футов ниже морского дна, под 8500 футами океана у берегов северо-западных Соединённых Штатов. Вот что сказал один из исследователей: «Вы можете обнаружить микробы повсюду — они чрезвычайно приспособляемы к условиям и выживают, где бы они ни находились».

Морфология

Большинство известных экстремофилов — микробы. Домен Археи содержит известные примеры, но экстремофилы присутствуют в многочисленных и разнообразных генетических линиях бактерий и архей. Кроме того, ошибочно использовать термин «экстремофил» для описания всех археев, так как некоторые из них мезофилы. Также не все экстремофилы одноклеточные: первичноротые животные обнаружены в сходных условиях, включая помпейского червя, психрофильных гриллоблаттидов (насекомые) и антарктического криля (ракообразные). Многие также бы классифицировали тихоходок как экстремофилов, но пусть тихоходка и может выжить в экстремальных условиях, она не считается экстремофилом, потому что не приспособлена к жизни в таких условиях. Вероятность их смерти увеличивается, чем дольше они подвергаются воздействию экстремальной среды.

Классификация

Во всём мире насчитывается много классов экстремофилов, каждый из которых соответствует тому, как его экологическая ниша отличается от мезофильных условий. Эти классификации не являются взаимоисключающими. Многие экстремофилы подпадают под несколько категорий сразу и называются полиэкстремофилами. Например, организмы, живущие внутри горячих скал глубоко под поверхностью Земли являются термофильными и барофильными, подобно Thermococcus barophilus. Полиэкстремофил, обитающий на вершине горы в пустыне Атакама может оказаться радиоустойчивым ксерофилом, психрофилом и олиготрофным организмом. Полиэкстремофилы хорошо известны своей способностью переносить как высокие, так и низкие уровни рН.

Термины[править | править вики-текст]

Ацидофил — организм с оптимальным ростом при уровнях рН 3 или ниже.

Алкалифил — организм с оптимальным ростом при уровнях рН 9 или выше.

Анаэроб — организм, которому не требуется кислород для роста, такой как Spinoloricus Cinzia. Существуют два подвида: факультативные анаэробы и облигатные анаэробы. Факультативные анаэробы могут вынести анаэробные и аэробные условия; однако, облигатный анаэроб погибнет даже в присутствии незначительного количества кислорода.

Криптоэндолит — организм, живущий в микроскопических пространствах внутри скал, таких как поры между зёрен заполнителей; они также могут быть названы эндолитами, термин, который включает в себя организмы, населяющие трещины, водоносные горизонты и разломы, заполненные подземными водами глубоко под поверхностью земли.

Галофил — организм, живущий в соляных растворах с содержанием NaCl 25—30 %.

Гипертермофил — организм, который может развиваться при температурах 80-122 °C, встречается в гидротермальных системах.

Гиполит — организм, живущий под камнями в холодных пустынях.

Капнофил — организм, которому для своей жизнедеятельности требуется углекислый газ в концентрации 10—15 %.

Литоавтотроф — организм (обычно бактерия), чьим единственным источником углерода является двуокись углерода и экзэргоническое неорганическое окисление (хемолитотрофы), подобный Nitrosomonas еurораеа; эти организмы способны получать энергию от восстановленных минеральных соединений, таких как пирит, и принимают активное участие в геохимическом круговороте и выветривании материнской породы, таким образом формируя почву.

Металлотолерантный организм способен выносить высокие уровни растворённых тяжёлых металлов в растворе, таких как медь, кадмий, мышьяк и цинк; примеры включают Ferroplasma Sp., Cupriavidus metallidurans и GFAJ-1.

Олиготроф — организм, способный расти в питательно ограниченных условиях.

Осмофил — организм, способный жить в растворах с чрезвычайно высокой концентрацией осмотически активных веществ и соответственно при высоком осмотическом давлении (например, микроскопические грибки, употребляющие мёд в качестве субстрата).

Пьезофил (также упоминается как барофил) — организм, оптимально живущий при высоких давлениях, которые достигаются глубоко в океане или под землёй; обычны в глубоких недрах земли, а также в океанических впадинах.

Полиэкстремофил (от лат. и др.греч. «любовь ко многим крайностям») является организмом, экстремофильным в более чем одной категории.

Психрофил/криофил — организм, способный на выживание, рост или размножение при температуре 10 °С и ниже в течение длительного периода; распространены в холодных почвах, вечной мерзлоте, полярном льду, холодной морской воде, или на/под альпийским снежным покровом.

Радиорезистентные организмы устойчивы к высоким уровням ионизирующего излучения, наиболее часто к ультрафиолетовому излучению, но в том числе и организмы, способные противостоять ядерному излучению.

Термофил — организм, процветающий при температурах 45-122 °C.

Термоацидофил — сочетание термофила и ацидофила, предпочитает температуру 70-80 °С и рН 2-3.

Ксерофил — организм, который может расти в очень сухих, обезвоженных условиях; почвенные микробы в пустыне Атакама служат примером данному типу.

Астробиология

Область астробиологии связана с теориями возникновения жизни, такими как панспермия, а также затрагивает вопросы о распределении, природе и будущем жизни во Вселенной. В ней экологи-микробиологи, астрономы, планетарные учёные, геохимики, философы и исследователи, конструктивно сотрудничая, направляют свои усилия на поиск жизни на других планетах. Астробиологи особенно заинтересованы в изучении экстремофилов, так как многие организмы данного типа способны выжить в условиях, аналогичных тем, которые как известно, существуют на других планетах. Например, на Марсе могут быть области глубоко под поверхностью вечной мерзлоты, укрывающие сообщества эндолитов. Водный океан под поверхностью Европы, спутника Юпитера, гипотетически может содержать жизнь в глубинных гидротермальных источниках.

Недавние исследования, проведённые над экстремофилами в Японии, состояли из множества бактерий, включая Escherichia coli и Paracoccus denitrificans, которых подвергли условиям экстремальной силы тяжести. Бактерии выращивались в ультрацентрифуге на высоких скоростях, соответствующих 403627 g (то есть в 403627 раз большая сила тяжести, чем на Земле). Paracoccus denitrificans была одной из бактерий, продемонстрировавшей не только выживание, но также устойчивый клеточный рост в условиях сверхускорения, которые обычно можно найти только в космических условиях, например, на очень массивных звёздах или в ударных волнах сверхновых. Анализ показал, что небольшой размер клеток прокариот имеет важное значение для успешного роста при гипергравитации.

26 апреля 2012 года, учёные сообщили, что лишайник выжил и показал замечательные результаты на способность к адаптации фотосинтетической активности в течение 34 дней имитационного моделирования марсианских условий, проведённых в Mars Simulation Laboratory (MSL), Германского центра авиации и космонавтики (DLR).

29 апреля 2013 года, учёные Политехнического Института Ренсселера, спонсируемого НАСА, сообщили, что за время космического полёта на Международную космическую станцию микробы адаптируются к космической среде в «не наблюдаемом на Земле» смысле и таким образом «могут привести к увеличению роста и вирулентности».

19 мая 2014 года, учёные объявили, что многочисленные микроорганизмы, такие как Tersicoccus phoenicis, могут быть устойчивыми к методам, обычно используемым в чистых помещениях для сборки космических аппаратов. На данный момент не известно, могли ли стойкие микробы выдержать космическое путешествие и присутствуют ли они сейчас на Rover Curiosity, планете Марс.

20 августа 2014 года, учёные подтвердили существование микроорганизмов, живущих в полумиле подо льдом Антарктиды.

20 августа 2014 года, российские космонавты сообщили об обнаружении планктона на внешней поверхности иллюминатора Международной космической станции, но затруднились объяснить, как он там оказался.

Источник: vk.com