Команда исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружила, что одноклеточные микроорганизмы, такие как Escherichia coli и Saccharomyces cerevisiae, которые обычно не обитают в богатых водородом средах, могут выживать и расти в атмосфере, состоящей на 100% из водорода.
“Существует множество обитаемых миров, и мы подтвердили, что земная жизнь может выжить в богатых водородом атмосферах”, – сказала доктор Сара Сигер.
Нам определённо необходимо добавить такие виды планет в меню опций, когда мы говорим о жизни в других мирах и пытаемся её найти.
На ранней Земле, миллиарды лет назад, атмосфера выглядела совершенно иначе, чем та, которую мы видим сегодня. На молодой планете ещё не было кислорода, и она состояла из смеси газов, в том числе углекислого газа, метана и очень маленькой доли водорода.
Газообразный водород задерживался в атмосфере, возможно, на протяжении миллиардов лет, вплоть до так называемого Великого события окисления и постепенного накопления кислорода.
Небольшое количество водорода, которое имеется сегодня, потребляется некоторыми древними линиями микроорганизмов, включая метаногены – организмы, которые живут в экстремальных климатических условиях, таких как глубоко подо льдом или в пустынной почве, и поглощают водород вместе с углекислым газом для производства метана.
Учёные регулярно исследуют активность метаногенов, выращенных в лабораторных условиях с 80% водорода. Но есть очень немного исследований, которые исследуют возможность существования других микробов в богатой водородом окружающей среде.
“Мы хотели продемонстрировать, что жизнь выживет и сможет существовать в водородной атмосфере”, – объяснила Сигер.
Доктор Сигер и её коллеги изучали жизнеспособность двух типов микробов – бактерии Escherichia coli , простого прокариота, и дрожжей Saccharomyces cerevisiae, более сложного эукариота, – в среде, содержащей 100% водорода.
В своих экспериментах они по отдельности выращивали культуры дрожжей и кишечной палочки, а затем вводили культуры с микробами в отдельные флаконы, наполненные бульоном или богатой питательными веществами культурой, которой микробы могли питаться.
Затем они вымывали из бутылок богатый кислородом воздух и заполняли оставшееся пространство газом, содержащим 100% водорода.
После этого флаконы были помещены в инкубатор, где их осторожно и непрерывно встряхивали, что способствовало смешиванию микробов и питательных веществ.
Каждый час исследователи собирали образцы из каждой бутылки и пересчитывали выживших микробов. Опыт продолжался 80 часов.
Полученные результаты представляли классическую кривую роста: в начале испытания количество микробов быстро росло, питаясь питательными веществами и населяя культуру. Со временем количество микробов выровнялось. Население, всё ещё процветающее, было стабильным, поскольку новые микробы продолжали расти, заменяя те, которые погибли.
“Мы не находим результаты удивительными. В конце концов, водород является инертным газом, и поэтому сам по себе не токсичен для организмов”, – сказала доктор Сигер.
Эксперимент не был разработан, чтобы выяснить, могут ли микробы зависеть от водорода как источника энергии. Скорее, дело было в том, чтобы продемонстрировать, что 100%-ная водородная атмосфера не будет вредить или убивать определённые формы жизни.
Исследование будет способствовать дискуссиям между астрономами и биологами, особенно по мере того, как набирает обороты поиск обитаемых планет и внеземной жизни.
Эти результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy.