ЖИЗНЬ НА МАРСЕ. СВИДЕТЕЛЬСТВА ВЫЖИВАНИЯ МИКРОБОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ПЛАНЕТЫ

Ученые впервые нашли свидетельства выживания микроорганизмов в грунте Марса. Результаты подобных исследований необходимы для планирования космических миссий – для оценки возможности обнаружения жизни на различных космических телах, для выбора регионов, где возможно обнаружение организмов или их следов

Ученые кафедры биологии почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова нашли свидетельства выживания микроорганизмов земного типа в грунте Марса. Факультет почвоведения Московского университета – ведущий учебно-научный центр России, более 45 лет осуществляющий подготовку специалистов, бакалавров, магистров и кадров высшей квалификации в области почвоведения и экологии. На факультете работает более 300 сотрудников, из которых 110 кандидатов наук и 56 докторов наук. Здесь ведутся прикладные и фундаментальные научные исследования, образовательная деятельность и координация проектов на международном уровне в партнерстве с такими структурами, как Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО), Всемирный банк, центры и институты Консультативной группы по международным исследованиям в области сельского хозяйства (CGIAR) и др.

Исследователи из МГУ впервые изучили влияние перхлоратов высокой концентрации на земные аналоги гипотетических микробных сообществ Марса. Выяснилось, что высокая концентрация перхлоратов не приводит к гибели, а способствует увеличению численности многих микроорганизмов. Это свидетельствует в пользу возможности выживания микроорганизмов земного типа в реголите Марса.
Одним из основных препятствий для развития земных микроорганизмов в условиях Марса является дефицит жидкой воды. Среднегодовая температура на планете около –50°С, с колебаниями от примерно –150°С до +30°С в зависимости от региона, сезона, времени суток. При низких температурах вода находится в виде льда, при повышении же температур вода сублимирует, т. е. сразу превращается в пар, так как атмосферное давление на Марсе примерно в 100 раз ниже земного.
Благодаря космическим миссиям было установлено, что в реголите (остаточный грунт — продукт космического выветривания породы на месте) Марса присутствуют перхлораты в концентрациях около 0.5–1%. Ученые предполагают, что перхлораты могут способствовать образованию и сохранению жидкой воды на Марсе, так как их растворы имеют низкие температуры замерзания. Формирование относительно недавно обнаруженных на Марсе геоморфологических структур, похожих на потоки, а также подповерхностных водоемов, может быть связано с образованием перхлорат-содержащих растворов. В то же время перхлораты – сильные окислители, и они могут быть губительны для микроорганизмов. Ранее проведенные исследования показали, что некоторые микроорганизмы могут расти в присутствии очень высоких концентраций перхлоратов (более 10 %). Тем не менее пределы устойчивости микроорганизмов к перхлоратам не определены. Подобные исследования ранее проводились с отдельными микроорганизмами, в то время как микроорганизмы, как правило, существуют в виде микробных сообществ, в которых разные организмы взаимодействуют как между собой, так и с неоднородной окружающей средой.

Сотрудники факультета изучили влияние перхлоратов в высоких концентрациях (5 %) на микробные сообщества пустынной почвы и древней мерзлой породы. Подобные микробные сообщества рассматриваются как земные аналоги гипотетических микробных сообществ Марса, так как они существуют в экстремальных условиях. Образцы почв и пород увлажнялись раствором перхлоратов или водой, затем инкубировались в течение 10 суток, и после этого в образцах были исследованы численность и разнообразие микроорганизмов. Ученые использовали методы культивирования, эпифлуоресцентной микроскопии, флуоресценции in situ гибридизации, мультисубстратного тестирования, газо-хромато масс-спектрометрии липидов. В МГУ были выполнены подготовка и инкубация образцов и проведено большинство микробиологических анализов.
Оказалось, что присутствие столь высокой концентрации перхлоратов не привело к гибели микробного сообщества. Более того, наблюдалось увеличение численности многих микроорганизмов и сохранение большого биоразнообразия, сравнимого с таковым в образцах без перхлоратов. Таким образом, показано, что присутствие 5 % перхлората в почвах и породах не приводит к гибели или существенному ингибированию микробных сообществ. Это свидетельствует в пользу возможности выживания микроорганизмов земного типа в реголите Марса.
Результаты подобных исследований необходимы для оценки возможности обнаружения жизни на различных космических телах, для выбора регионов и/или типов пород и форм рельефа, где возможно обнаружение организмов или их следов. Это в свою очередь требуется для планирования космических миссий, для разработки методов и оборудования для этих миссий, а также для разработки мер планетарного карантина (т. е. предотвращения загрязнения других планет и спутников земными микроорганизмами и наоборот).
В продолжении работы планируется исследование влияния более высоких концентраций перхлоратов на микробные сообщества и поиск предельных концентраций, при которых возможно выживание микробных сообществ.
Результаты исследований российских ученых опубликованы в журнале International Journal of Astrobiology.