Витривалість мікробів перевірили в «марсіанській» воді

Астробіологи з Единбурзького університету дійшли висновку, що утворення біоплівок могло б допомогти бактеріям вижити в марсіанських умовах. Крім того, з'ясувалося, що висушені біоплівки набагато більш життєздатні, ніж зволожені. Про це повідомляється в роботі, викладеній на сервері препринтів biorXiv.org.

Біоплівка являє собою спільноту мікроорганізмів, які прикріплені один до одного і занурені у речовину, що виділяється ними - слиз. Порівняно з одиночними мікробами, біоплівка набагато більш стійка до зовнішніх загроз, таких як нестача води і низький pH, що багато в чому пояснюється швидким обміном інформацією між мешканцями спільноти. На Землі біоплівки широко поширені (наприклад, зубний наліт - це теж біоплівка) і досить добре вивчені, проте вченим досі дуже мало відомо про те, як подібні спільноти будуть вести себе в екстремальних умовах космосу та інших планет.

Особливо привабливим об'єктом для досліджень вважається Марс. У 2015 році вченим вдалося знайти свідчення існування потоків солоної води на його поверхні, а це означає, що гіпотетично на Червоній планеті може існувати життя, подібне до земного. Щоб зрозуміти, чи можуть мікроорганізми вижити в марсіанській воді, автори нової роботи провели відповідний експеримент.

Дослідники помістили колонії бактерій, а також одиночні організми в сім розчинів, що імітують можливий хімічний склад води на стародавньому і сучасному Марсі. Частина цих розчинів були лужними карбонатно-хлоридними рідинами, які колись могли контактувати з метеоритом Нахла, інші містили хлорид і сульфат магнію, а один розчин був багатий перхлоратами магнію, раніше виявленими в грунті Марса апаратом «Фенікс», що спускається.

Астробіологи спостерігали за бактеріями протягом п'яти годин. Як і очікувалося, мікроби добре почувалися в розчинах з низькою іонною силою, високою активністю води і нейтральним pH. Коли організми опинялися в кислому середовищі, що містить у 70 разів більше солі, ніж «слабкий» розчин, вони гинули. Однак дослідники помітили, що біоплівки, які були висушені до того, як їх опустили в рідину, могли вижити протягом набагато більш тривалого терміну, ніж зволожені колонії та окремі мікроорганізми. Так, в одному з розчинів суха біоплівка зберігала життєздатність протягом 240 хвилин, зволожена - протягом 30 хвилин, а поодинокі бактерії «протрималися» всього 10 хвилин. Причому після того, як майже позбавлені води колонії поміщали в розчин, вони починали рости - ймовірно для того, щоб створити бар'єр між собою і навколишнім середовищем.

Дослідження показує, що біоплівки, ймовірно, могли б деяким чином адаптуватися до екстремальних умов на Червоній планеті. Однак астробіологи не вивчали довгострокові ефекти знаходження колоній мікробів у солоних розчинах, а також не враховували інші особливості планети, такі як низький тиск і сильну радіацію. Тим не менш, робота вчених дозволяє визначити, що саме варто шукати на Марсі, а також застерігає майбутні місії, демонструючи їм, що земні біоплівки, якщо вони випадково потраплять на космічний корабель і переживуть подорож, зможуть, ймовірно, деякий час існувати в «особливих регіонах» планети (таких, як повторювані похилі подовжені структури (recurring slope lineae). Це може порушити чистоту марсіанських досліджень.

Нещодавно вчені виявили, що біоплівки здатні залучати нові бактерії в спільноту, посилаючи їм особливі електричні сигнали. Причому на «заклик» можуть відгукуватися організми інших видів, що показує можливість міжвидової дистанційної комунікації між мікробами. У 2015 році дослідники з'ясували, що археї і бактерії в спільнотах, відповідальних за окислення метану і відновлення сульфатів у придонних водах, пов'язані між собою тонкими нитками, через які вони передають один одному електрони.