Астрономия

Живущие внутри камней цианобактерии из самых засушливых мест на Земле недавно «поселили» в аналоги лунного и марсианского грунта. Как выяснилось, они вполне благополучно растут во внеземном веществе. Ранее эти организмы неоднократно показывали способность выдерживать космический вакуум, убийственные дозы радиации, а еще жить под светом красного карлика.

В 1960-х годах астробиологи Имре и Розели Фридман отправились в пустыню Негев в Израиле и нашли там целые сообщества микроорганизмов, которые ведут невиданный до этого образ жизни — обитают внутри камней. Правда, не в любых, а только в пористых и частично пропускающих солнечный свет: например, в песчанике или известняке. Микроскопических жителей этих каменных городов так и назвали — эндолиты (от греческих слов «эндо», что означает «внутри», и «литос» — «камень»). Их описали как род цианобактерий Chroococcidiopsis.

Примерно десятилетие спустя первооткрыватели этих бактерий отправились туда, где проходили испытания знаменитых марсианских зондов «Викинг-1» и «Викинг-2» — в долины Мак-Мердо на Земле Виктории в Антарктиде. Это самое засушливое место на нашей планете: там экстремальные ветры сдувают всю влагу, можно сказать, без остатка. Было принято считать, что жизни там нет и быть не может. Поэтому обнаружение там Chroococcidiopsis стало настоящей сенсацией.

Как выяснилось, эти существа в ситуации тотального обезвоживания «стекленеют»: экстренно заполняют свои клетки специальными сахарами для замещения воды, чтобы предотвратить разрушение, и консервируются в них, как насекомые в янтаре. С тех пор они стали объектами многочисленных космических экспериментов. Недавно их результаты собрала воедино астробиолог из Римского университета Тор Вергата (Италия) Даниэла Билли в своей статье для издания Acta Astronautica.

Она напомнила, как в начале 2000-х эти цианобактерии облучали радиацией и даже после получения смертельной для практически всего живого на Земле дозы в 113 килогрей они подавали признаки жизнедеятельности. В 2007 году Chroococcidiopsis запустили в космос на российском аппарате «Фотон-М3»: биопленки с этими организмами нанесли на несколько разных видов камней, которые «вмонтировали» в теплозащиту корабля. Таким образом бактерии 12 дней летали в открытом космосе, а при спуске зонда в атмосферу испытали то же самое, что происходит при падении метеорита. После посадки в куске сымитированного марсианского базальта нашли выжившие клетки.

Сильное впечатление на биологов произвели эксперименты с Chroococcidiopsis на Международной космической станции: в 2009-2010-х и 2014-2016 годах эти организмы примерно по полтора года держали за бортом в рамках проектов EXPOSE-R и EXPOSE-R2. Некоторые подопытные впоследствии на Земле вернулись к жизни и самостоятельно отремонтировали свою поврежденную ДНК.

В другом исследовании два штамма Chroococcidiopsis продемонстрировали способность фотосинтезировать на свете, близком к инфракрасному. Это, как подчеркнули астробиологи, говорит о возможности существования жизни на планетах в системах красных карликов — такие звезды испускают в основном как раз длинноволновое излучение.

Теперь эту картину дополнили исследования, проведенные Итальянским космическим агентством (ASI). В рамках проекта ASI ReBUS ученым удалось создать замкнутую экосистему во «внеземной» среде, то есть в грунте, максимально похожем на лунный и марсианский. Живучие пустынные бактерии успешно росли в этих образцах.

Правда, им для жизнедеятельности дополнительно нужен был азот, и его обеспечили путем добавления мочевины, но на будущих лунных и марсианских базах с этим проблемы быть не должно. Задумка исследователей в том, чтобы организовать для астронавтов биологическую «фабрику»: с помощью Chroococcidiopsis в реголите образуется питательный субстрат, в котором смогут жить бактерии — производители полезных веществ.