Обнаружение жидкой воды на некоторых планетных телах может свидетельствовать о том, что жизнь существует не только на Земле. Но если бы микроорганизмы издалека добрались до нас, были бы мы невосприимчивы? Ответ, скорее всего, нет. В самом деле, хотя наличие иммунной системы, защищающей нас от огромного разнообразия патогенов, кажется приятным делом, взаимодействие между ней и ЭТ оказывается более проблематичным, чем вы думаете.
Я живу ради того дня, когдаhлюди ступят на другую планету, кроме Земли. Это тот тип долгосрочного проекта, о котором мечтают астрономы и предприниматели.
Исследования множатся в поисках планеты, которая могла бы содержать жизнь в любой форме, Европа, луна Юпитера, и Энцелад, луна Сатурна, уже предлагают интересные зацепки. Эти спутники действительно могли бы удовлетворять одному из необходимых условий для развития жизни благодаря присутствию на их поверхности все еще исследуемой жидкой воды. Вода скрывается под поверхностью Марса, соседней планеты, на которую люди стремятся попасть. Однако еще до того, как произойдет такой прорыв, НАСА и космические исследовательские компании, такие как SpaceX, Virgin Galactic и Blue Origin, продвигают коммерческие космические полеты и исследования других планет, сопровождаемые отправкой зондов дальнего радиуса действия для извлечения образцов.
Я с большим интересом прочитал отчет, выпущенный Отделом планетарной науки НАСА в августе 2016 года. Он описывает несколько сценариев исследования Европы, Энцелада и Марса. И это увлекательно-представить себе первые человеческие шаги на другой планете; видеть, как люди ступают на другую планету, а не на Землю, - поистине захватывающая идея!
Однако моделирование этих миссий вскоре показало, что такой прорыв также поставит глубокие вопросы, связанные с вопросами карантина и планетарной защиты.
Если вода действительно есть где-то еще, кроме Земли, то за ней последует жизнь. Что, если в образцах мы введем эту жизнь на Земле? Именно этот вопрос задали себе британские ученые, авторы исследования, опубликованного в журнале Journal of Science.
Внеземная жизнь вернулась на Землю
Жизнь, как мы ее знаем, требует воды в жидкой форме. Небесные тела за пределами Земли, которые имели или могли иметь водную среду, находятся в центре внимания в поисках внеземной жизни. Сухие речные долины Марса свидетельствуют о его прошлой океанической истории, и жидкая вода все еще может существовать на марсианских полярных шапках или под его поверхностью. Согласно наблюдениям миссии "Кассини" и снимкам с телескопа "Хаббл", большие океаны жидкой воды могут также существовать под ледяными шапками спутника Юпитера Европы, а также спутника Сатурна Энцелада.
Число планет земного типа, вращающихся вокруг солнцеподобных звезд в нашей галактике, оценивается более чем в шесть миллиардов, и спектроскопические сигнатуры водяного пара были зарегистрированы в атмосфере многих экзопланет, включая K2-18b.
Космические миссии, такие как Mars 2020, ищут доказательства существования “экзовии”, где может существовать вода, и могут попытаться извлечь образцы с планет или лун, где может существовать жизнь. Такие экспедиции могли бы загрязнить “экзосреду” земными микроорганизмами, бактериями или вирусами, которые могли бы выжить в тяжелых условиях космического транспорта, таких как радиация, вакуум, переменная температура… Однако возможно и обратное: возможно ли, чтобы неземные микроорганизмы, которые могли расти в водной среде, могли взаимодействовать с людьми и другими животными по прибытии на Землю? В связи с этим возникает вопрос о рисках биобезопасности и проблемах загрязнения земной экосистемы или даже заражения ее экс-микроорганизмами.
“Мир слишком хорошо осведомлен об иммунном вызове, вызванном появлением совершенно новых патогенов, - сказал профессор Нил Гоу, заместитель проректора Эксетерского университета, который руководил исследованием, описывая суть проекта, - В качестве мысленного эксперимента мы спросили себя, что произойдет, если мы подвергнемся воздействию микроорганизма, взятого с другой планеты или Луны, где развилась жизнь.
Аминокислоты, строительные блоки жизни
“Некоторые очень необычные органические элементы существуют за пределами планеты Земля и могут составлять клетки этих внеземных микробов”, - представляет Нил Гоу. “Сможет ли наша иммунная система обнаружить белки, сделанные из этих внеземных строительных блоков, если такие организмы будут обнаружены и доставлены на Землю, а затем случайно сбежали? Мы предположили, что формы жизни, эволюционировавшие в среде с различными аминокислотами, могли содержать их в своей структуре.”
Чтобы смоделировать эту гипотезу, ученые синтезировали искуственные пептиды, цепочки аминокислот, которые редко встречаются на Земле, а затем исследовали способность этих пептидов активировать и индуцировать действие Т-клеток, иммунных клеток, у мышей, иммунная система которых очень похожа на нашу. “Жизнь на Земле основана на 22 незаменимых аминокислотах,-объясняет ведущий автор доктор Катя Шефер из Университета Эксетера, которая добавляет:” мы химически синтезировали “экзопептиды", содержащие редкие на Земле аминокислоты, и проверили, может ли иммунная система млекопитающих обнаружить их.”
“Контакт с внеземными микроорганизмами может представлять иммунологический риск.”
Для синтеза “экзопептидов” исследователи использовали остатки метеоритов. Действительно, хондриты, каменные метеориты, содержат до 5% углерода, в основном неорганического, и высокую долю органических соединений. Несколько аминокислот, полиолов, сахаров, сахарных спиртов и сахарных кислот были найдены на углеродистых хондритах, включая метеорит Мерчисона, который упал в Австралии в 1969 году, который содержал более 100 аминокислот среди тысяч органических молекул, состоящих из двух-девяти атомов углерода. Среди наиболее распространенных аминокислот в метеоритах изовалин и α-аминоизомасляная кислота были включены в пептиды и подвергнуты воздействию иммунной системы мышей. “Наше исследование показало, что эти “экзопептиды” все еще обрабатываются и что Т-клетки все еще активируются, но эти реакции менее эффективны, чем для “обычных” земных пептидов.
Т-клетки активируются только на 15%, когда вводится пептид, содержащий изовалин, и на 61%, когда пептид содержит α-аминоизомасляную кислоту. Для пептидов, содержащих природные аминокислоты в изобилии на Земле, эти показатели возрастают до 82% и 91%. “Поэтому мы предполагаем, что контакт с внеземными микроорганизмами может представлять иммунологический риск для космических миссий, направленных на извлечение организмов с экзопланет и лун”, - заключает доктор Катя Шефер.
Хотя было доказано, что астронавты могут выжить в добром здравии после многих месяцев в космосе, исследования показали, что космические полеты могут ослабить иммунные реакции. Таким образом, последствия воздействия нового микроба, отсутствующего на Земле, могут быть усилены у астронавтов, чьи тела и иммунные системы уже подвергались воздействию экстремальных условий и постоянного стресса окружающей среды.
В классическом научно-фантастическом романе “Путеводитель автостопщика по Галактике” есть юмористический взгляд на перенос микробов с Земли в космос и обратно с помощью самоходных установок для мытья скафандров, после чего они оседают на Земле, когда вода смешивается с воздухом в шлеме или скафандре астронавта.
Пока еще нет уверенности в том, что внеземной микроорганизм, приспособленный к экстремальным условиям внеземной среды, может быть патогенным для человека-хозяина. Вполне вероятно, что такой организм был бы настолько плохо приспособлен к условиям человеческого тела, что его способность колонизировать и заражать нас была бы ограничена. Однако даже если бы патогенный потенциал микроорганизмов был изначально ослаблен, все же возможно, что они могли бы вызвать аллергические реакции или создать новые токсигенные соединения.
Таким образом, если микробная жизнь обнаружена за пределами Земли, а содержание белка в клетках включает редкие органические молекулы, обнаруженные в метеоритах, то для человека и других животных возникнет иммунологическая проблема.
Поэтому космические исследования, нацеленные на отбор проб водной среды в нашей Солнечной системе, обязаны исследователям распознавать и смягчать потенциальные иммунологические угрозы, создаваемые случайным воздействием новых “экзо-микроорганизмов".”
