×
Микробиологический след в ближнем космосе
Автор:
Бакалавр, эколог, инженер по техносферной безопасности и охране окружающей среды.
268

Микробиологический след в ближнем космосе

Микробиологический след в ближнем космосе

В атмосфере Венеры обнаружен фосфин ( PH3)  который производится только промышленным способом или анаэробными микроорганизмами. Об этом в сентябре 2020 года  объявило содружество ученых из Великобритании, США и Японии.

Комментирует Кирилл Масленников, старший научный сотрудник Пулковской Обсерватории:  "Мне кажется, это, безусловно, значительное открытие — первый случай, когда находят биомаркер, прямо свидетельствующий о наличии бактерий". 

Впервые признаки фосфина были замечены в наблюдениях с телескопа Джеймса Максвелла, работающего в обсерватории Восточной Азии на Гавайях. Комплекс радиотелескопов ALMA, расположенный в чилийской пустыне Атакама, один из самых масштабных и дорогих астрономических инструментов был также задействован.  Его партнером является Европейская южная обсерватория (ESO), то есть наблюдения с помощью одной антенны были подтверждены с использованием огромной, гораздо более чувствительной системы телескопов состоящей из 64 тарелок. Именно Венера, имеющая плотную газовую атмосферу, была выбрана для поиска фосфина как биомаркера, и поиск увенчался удачей. Среди астробиологов обсуждалась возможность использовать фосфин как биомаркер для поиска жизни на экзопланетах с бескислородной атмосферой. Именно этот газ обладает мощными спектральными линиями, которые помогут заметить его присутствие в атмосфере экзопланет с помощью больших космических телескопов. Ближайшая такая возможность появится с запуском на орбиту телескопа "Джеймс Вебб" (NASA), намеченным на осень 2021 года. 

 

Представить  на Венере жизнь в ее привычном, земном понимании, трудно. Температура на ее поверхности составляет 470°С, а давление — в 92,1 раза больше, чем на нашей планете. Открытие фосфина стало шумным событием в научном мире, так как косвенно, но указывало на существование внеземной жизни (пусть в примитивной форме), поэтому привлекло внимание скептиков, сумевших доказать абиогенное происхождение газа.  Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Эруптивная активность вулканов выбрасывает в атмосферу содержащийся в мантии фосфор, вступающий в реакцию с серной кислотой в атмосфере.  Венера - горячая планета, имеющая взрывной вулканизм либо в настойщем, либо в недавнем прошлом, поэтому наличие фосфина рассматривается не как биологические, а как ценные (и сенсационные) геологические данные. 

 

 

Однако ученые знакомы с организмами, которые даже на Земле могут обитать в подобных венерианским, условиях. Это микробы-экстремофилы, способные размножаться при очень высоких или, наоборот, низких температурах или давлении в кислой среде. 

Если же "вернуться" на околоземную орбиту, результаты нас также удивят: верхняя граница биосферы находится на 15 - 20 км над земной поверхностью. Недавно учеными ЦНИИ МАШ был проведен эксперимент "Тест", ( Космический эксперимент «ТЕСТ»: «Экспериментальные исследования возможности развития микродеструкции элементов конструкции модулей российского сегмента МКС под влиянием составляющих собственной внешней атмосферы и наличия условий для жизнедеятельности микрофлоры на поверхности гермокорпуса».) который заключался в том, что космонавты во время работы в открытом космосе отобрали пробы с внешней поверхности Международной Космической Станции. 

Уникальность КЭ «Тест» заключается в отборе микробиологических проб непосредственно с внешней поверхности орбитальной станции. Это отличает данный эксперимент, например, от КЭ «Биориск» и «Экспоуз», в которых биологические тест-объекты доставляются с Земли, экспонируются в специальных контейнерах и имеют защиту от воздействия собственной внешней атмосферы МКС и космозолей встречного потока. Внешняя поверхность модулей МКС является уникальным полигоном для биологических исследований выживаемости и сохранения земных микроорганизмов.  Для реализации программы был создан прибор, удобный для работы космонавта в скафандре. Это моноблок с двумя глухими полостями, в которые ввёрнуты цилиндрические пробоотборники. Для исключения заноса в космос земных бактерий, пробоотборник «Тест» до отправки на МКС автоклавируется и стерилизуется гамма-излучением.

В результате анализа проб, полученных экипажами МКС по программе КЭ «Тест» в 2010, 2012, 2013 и 2014 гг., получены уникальные данные, подтверждающие, что на внешней стороне космических объектов могут сохраняться жизнеспособные споры микроорганизмов, устойчивые к неблагоприятным факторам окружающей среды.  Большая площадь космического модуля хороша для осаждения космической пыли, мелкодисперсных частиц, среди которых могут содержаться отдельные представители биоты. В ходе исследований атмосферы на разных высотах установлено, что в воздушных потоках в большом количестве попадаются отдельные ДНК, хотя почти всегда ДНК выделяют из воды. Для современного учения о биосфере важно установить возможное наличие внеземных биосфер и верхнюю границу распространения жизни на Земле. Анализ молекулярными методами проб с внешней поверхности МКС позволил определить видовую специфичность обнаруженных микроорганизмов и их происхождение. В зонах конструкции иллюминатора, расположенного навстречу потоку, в 2013 г. были выявлены фрагменты ДНК Micobacteria (гетеротрофного морского бактериопланктона, обитающего в Баренцевом море) и ДНК экстремофильной бактерии Delftia. Получены факты, подтверждающие, что возможен значимый массоперенос морского бактериопланктона до орбит МКС.

Комплексное рассмотрение вертикальной миграции биоты открывает перед мировым ученым сообществом огромное количество вопросов и тем для изучения, вплотную подводя нас к возможному доказательству гипотезы панспермии, возможности распространения жизни в открытом космосе не только в виде отдельных молекул, но и в виде эволюционно оформленных микроорганизмов на крупных космических телах. Если позволить себе высказать пару гипотез (прим. автора), то, возможно, проходя по орбите наша планета оставляет в космическом вакууме биологический след, органический шлейф, тянущийся на тысячи километров, подобно тому как тянется магнитосфера.  Попытаться доказать эту гипотезу можно только постоянным мониторингом атмосферных потоков и соотнесением данных с мониторингом околоземного пространства в течение года в разных точках относительно положения Земли вокруг Солнца, используя пробоотборники или исследовательские спутники на геостационарной орбите. Возможно, в других звездных системах "биосферный шлейф" захватывает одну планету от другой, имеющей жизнь, не замурованную под коркой льда или в глубинах геологических пород, с более тесным положением экзопланет на их орбитах. (прим. автора).

Используя программные мощности суперкомпьютеров для моделирования возможно также сканировать и проанализировать полученные в ходе мониторинга и исследования данные о вертикальном распределении жизни, от глубин литосферы до космических пространств, составив для начала, локальную трехмерную карту вертикального распределения. В идеале - визуальный слой, подобный слоям и высотам в программе Google Earth. 

Выделение ДНК животных непосредственно из воздуха, анализ больших данных и наблюдение за сверхдальней границей биосферы впишет новую страницу открытий и прославит авторов научных работ в разных отраслях естествознания, расширив наш взгляд на эволюцию жизни и ее происхождение. 

 

Список литературы:

Первичная публикация

https://www.pnas.org/content/118/29/e2021689118

Список литературы

https://tsniimash.ru/science/scientific-experiments-onboard-the-is-rs/cnts/experiments/test/

Белопухов С. Л. Химия окружающей среды: учебное пособие / С. Л. Белопухов, Н. К. Сюняев, М. В. Тютюнькова; под общ. ред. проф. С. Л. Белопухова. - Москва: Проспект, 2020.- 240 с.

Вокин Г. Г. Экология и Космос: введение в экологию космической деятельности: учебное пособие / Г. Г. Вокин. - Москва ; Вологда : Инфра - Инженерия, 2021. - 52 с.


Комментарии к статье:
Комментарии к статье отсутствуют

Комментарии могут оставлять только авторизованные пользователи.
Авторизуйтесь на сайте и получите доступ к множеству скрытых возможностей!