Ученые устроили проверку способности бактерий выжить после падения астероида

Откуда появилась жизнь на нашей планете — одна из величайших тайн науки. Среди множества версий особое внимание привлекает теория панспермии, согласно которой жизнь на Землю могли занести пришельцы из космоса — астероиды либо кометы.

Ученые из Университета Джонса Хопкинса пришли к выводу, что некоторые бактерии способны пережить условия, которые возникают при астероидных ударах, и гипотетически могут перемещаться между планетами внутри выброшенной породы / © Johns Hopkins University, zhao Et Al

В прошлом столетии идея панспермии встречала немало критики. Несмотря на начало космических исследований и проведение первых опытов, суровая среда космоса представлялась смертельной для любых форм жизни из-за вакуума, радиации и экстремальных температур.

Среди вариантов теории выделяется литопанспермия, утверждающая, что жизнь мигрирует между небесными телами благодаря камням, выбитым ударом астероидов. Эти осколки становятся своеобразными кораблями, перевозящими микробов с одной планеты на другую.

Одним из претендентов на звание «колыбели жизни» называют Марс. Геологи неоднократно обнаруживали на Земле фрагменты марсианских пород, которые попали туда миллиарды лет назад. Самый известный пример — метеорит ALH84001, найденный в Антарктиде в 1984 году. Внутри его содержались микроскопические структуры, похожие на останки древних микроорганизмов. Однако большинство исследователей склоняются к мнению, что эти следы имеют неживое происхождение.

Подтверждения наличия живых организмов на Марсе пока нет, поэтому теория остаётся всего лишь гипотезой. Тем не менее группа американских учёных-планетологов и микробиологов под руководством Лили Чжао из Университета Джона Хопкинса захотела провести эксперимент, который бы помог разобраться, способны ли бактерии перенести мощнейший удар и отправиться в космос вместе с выбрасываемыми камнями.

Наш мир богат на удивительные организмы-экстремофилов, приспособленных жить в экстремально тяжёлых условиях Земли. Проведённые ранее опыты показали, что некоторые виды бактерий спокойно переносят воздействие высоких температур, сильной кислоты и соли. Некоторые особи выдержали испытание условиями открытого космоса на борту Международной космической станции.

Однако выдержать падение астероида гораздо сложнее, чем пребывание в открытом пространстве.

Изображение части марсианского метеорита ALH 84001, полученное при помощи электронного микроскопа. На снимке можно заметить удлиненную структуру, напоминающую бактерию. В 1996 году ученые, изучавшие марсианский метеорит ALH 84001, упавший на Землю, обнаружили в нем окаменевшие микроскопические структуры, очень похожие на земные окаменелые бактерии. Однако прийти к согласию, что в метеорите находятся «гости с Марса», исследователи не смогли. Специалисты посчитали, что организмы попали на кусок «космического камушка» уже после его падения на нашу планету, поэтому говорить о том, что на Марсе существовала жизнь, нельзя. / © NASA

Объектом исследования стала самая стойкая бактерия на Земле — Deinococcus radiodurans. Этот микроорганизм прозвали супергероем среди микробов: он выдерживает нехватку влаги, токсичные вещества и сильнейшее излучение. Уникальное свойство D. radiodurans заключается в её способности самостоятельно восстанавливать повреждённую ДНК, что сделало её идеальной кандидатурой для подобного эксперимента.

Для проверки учёные расположили клетки Deinococcus radiodurans между двумя металлическими пластинами, символизирующими части горных пород. По ним был нанесён удар ещё одним куском металла, движущимся со скоростью около 500 км/ч. Давление при столкновении варьировалось от одного до трёх гигапаскалей — примерно в тридцать раз больше, чем на дне самой глубокой океанской впадины.

При первом испытании, когда нагрузка составила 1,4 гигапаскаля, практически все бактерии остались целы. При повышении давления до 2,4 гигапаскаля выжившими оказались шестьдесят процентов испытуемых, а при нагрузке в 2,9 гигапаскаля число оставшихся жизнеспособными сократилось до десяти процентов.

Учёные подчеркнули, что они изучали зоны удара, где температура оставалась низкой, а материал породы оставался твёрдым. Такие области находятся на границе зон полного разрушения, возникающего при столкновениях астероидов.

Бактерии до и после эксперимента / © Johns Hopkins University, zhao Et Al

Интересный факт: исследовательской группе не удалось точно определить границу, за которой бактерии теряют способность к восстановлению. Даже после серии испытаний аппаратура пришла в негодность быстрее, чем погибли все микроорганизмы.

Таким образом, авторы подтвердили теорию о возможности распространения жизни посредством переноса биологически активных частиц на поверхность камней, выброшенных в космос астероидами. Они подчёркивают, что полученные данные не являются доказательством происхождения земной жизни именно таким путём, однако демонстрируют потенциал микроорганизмов преодолевать мощные удары и использовать их как средство транспортировки между мирами.

Сейчас Лили Чжао готовится расширить круг объектов исследования, включив в эксперименты грибковые культуры и археи. Вероятно, аналогичные результаты будут получены и с ними.

Подробнее ознакомиться с результатами эксперимента можно в статье журнала Proceedings of the National Academy of Sciences NEXUS.