Сотрудники кафедры биологии почв факультета почвоведения
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.
Работа опубликована в
журнале International Journal of
Astrobiology.
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%. Учёные 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 почвоведения МГУ 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. Учёные использовали методы культивирования,
эпифлуоресцентной микроскопии, флуоресценции in situ
гибридизации, мультисубстратного тестирования, газо-хромато
масс-спектрометрии липидов. Подготовка и инкубация образцов и
большинство микробиологических анализов выполнены в МГУ.
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», – рассказал Владимир Чепцов,
младший научный сотрудник лаборатории почвенной микробиологии
факультета почвоведения МГУ.
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», – добавил Владимир Чепцов.
Информация предоставлена пресс-службой МГУ
Фото из архива портала «Научная Россия»
