Екстремофилите са любим инструмент на астробиолозите. Но те не само са добри за разбиране на видовете екстремни среди, в които животът може да оцелее, но понякога са полезни и като реални инструменти, създавайки материали, необходими за друг живот – като кислород – в тези екстремни среди. Неотдавнашна статия на Даниела Били от Римския университет Тор Вергата, публикувана в предпечатна форма в Acta Astronautica, разглежда как един конкретен екстремофил изпълнява ролята едновременно на полезен тестов субект и полезен инструмент.
Повече за полезния екстремофил
Този екстремофил е цианобактерия, наречена Chroococcidiopsis. Тя е родена в пустинята, като проби са открити в Азия, Северна Америка и дори Антарктида, големи части от която всъщност са пустиня, въпреки постоянния сняг. Предвид суровите характеристики, няколко проучвания вече са разглеждали различни аспекти на Chroococcidiopsis и последиците от това как животът може да оцелее на други планети – или в самото космическо пространство.
Още: Неочаквано откриха нова планета в процес на формиране около млада звезда
Два експеримента, BIOlogy and Mars EXperiment (BIOMEX) и Biofilm Organisms Surfing Space (BOSS), използвали модула Exposing Organisms to a Space Environment (EXPOSE) на МКС. По принцип тези експерименти изложили Chroococcidiopsis на суровите условия на открития космос, за да видят колко добре ще оцелее. Всеки от тях продължил около година и половина.
BIOMEX се фокусирал върху отделни клетки, докато BOSS акцентирал върху биофилми. И двата експеримента отбелязали, че UV лъчението е най-големият убиец на клетките и че дори някаква основна защита предлага огромни ползи за клетките под него.
В случая на BIOMEX тази защита се осигурявала от тънък слой скала или реголит, докато при BOSS тя се оказала под формата на горния слой клетки в биофилма, които се жертвали и се превърнали в импровизиран защитен слой, блокиращ UV лъчите да достигнат по-ниските нива.
Може би още по-впечатляващо е, че когато цианобактерията Chroococcidiopsis била върната на Земята след експеримента BIOMEX, тя била рехидратирана, тъй като водата ѝ била отстранена преди експеримента.
Още: Разгадаха тайната на раждането на Юпитер
Но учените забелязали, че техните механизми за възстановяване на ДНК са били в състояние да поправят уврежданията на ДНК, които са претърпели. Още по-впечатляващо е, че не е имало увеличени мутации в бъдещите поколения в сравнение с контролен щам, който е останал на Земята.
С други думи, механизмите за възстановяване на ДНК на Chroococcidiopsis са били толкова ефективни, че са успели да се възстановят след година и половина излагане на пряка космическа радиация без защита и да се върнат без по-лошо състояние.
Снимка: Roscosmos/ESA
Но космосът не е единственото място за провеждане на тези екстремофилни експерименти. Проведени са и няколко земни теста. Един експеримент е облъчил проба от Chroococcidiopsis с почти 24 kGy гама-лъчение – 2400 пъти по-голямо количество от смъртоносното за човек. Удивително е, че цианобактерията оцеляла.
В друг експеримент са използвани още по-високи нива на гама-лъчение. Въпреки че в крайна сметка убили Chroococcidiopsis, биомаркери като каротеноиди все още били откриваеми дори след смъртта на цианобактериите, което ги прави добър кандидат за търсене на изчезнал живот на места като Марс.
Друг земен тест показал, че Chroococcidiopsis може да оцелее при температури на замръзване, подобни на тези, които биха могли да бъдат открити на Европа или Енцелад, естественият спътник на Сатурн. Достигайки температури от -80°C, бактериите сякаш се остъкляват, оставяйки ги в спящо, стъклено състояние, от което ще се събудят, след като условията се подобрят.
Още: Астероидът Бену съхранява тайните на Слънчевата система
На какво е способна цианобактерията Chroococcidiopsis
Но това не е всичко, което Chroococcidiopsis може да прави – цианобактерията може да живее на лунна и марсианска почва и да произвежда кислород, използвайки само тях и фотосинтеза. Тя може дори да оцелее при високото ниво на перхлорати, открити в марсианската почва, което е сложно за много земни форми на живот, чрез „повишаване“ на гените си за възстановяване на ДНК, които противодействат на щетите, нанасяни от перхлоратите.
Няколко бъдещи мисии се надяват да изучат други аспекти на този екстремофил. Те включват CyanoTechRider, който ще наблюдава как микрогравитацията влияе върху процеса на възстановяване на ДНК на Chroococcidiopsis. Друг е BIOSIGN, който ще се опита да захранва Chroococcidiopsis, използвайки далечна инфрачервена светлина, която е способен да използва за фотосинтеза - рядка способност сред цианобактериите и растенията като цяло. Резултатите от този експеримент биха могли да ни помогнат да разберем живота около звездите M-джуджета, които излъчват главно инфрачервена светлина.
