Мы знаем, что в космосе они мутируют и размножаются быстрее, чем на Земле, а теперь находят и новые виды, процветающие на космических станциях.
Я посмотрела фильм «Война миров» с Томом Крузом и Дакотой Фаннинг, когда он вышел в 2005 году. Сейчас я читаю книгу, на которой он основан, написанную влиятельным автором Гербертом Уэллсом. Опубликованный в 1890-х, этот научно-фантастический роман был одним из первых, кто исследовал идею вторжения инопланетян на Землю, конкретно с Марса.
Если вы хотите читать больше интересных историй, подпишитесь на наш телеграм канал: https://t.me/deep_cosmos
Мне нравится эта история не из-за сражений или ужаса, а из-за её окончания. Спойлер: марсиан побеждают не люди, а бактерии. Мысль о том, что именно бактерии могут стать причиной краха инопланетного вторжения, задевает во мне что-то, возможно, именно поэтому меня привлекла недавняя статья о бактериях в космосе, которая увела меня в кроличью нору воспоминаний — в 2016 год.
2016
В исследовании 2016 года — проекте MERCCURI, совместной работе учёных из NASA, Space Florida, SciStarter, Science Cheerleader и Калифорнийского университета в Дейвисе — микробы были собраны с исторических памятников, музеев, школ, космических аппаратов и у спортивных команд. Эти образцы отправили на Международную космическую станцию (МКС), чтобы изучить, как они поведут себя в условиях космоса.
В пресс-релизе ведущий автор исследования, микробиолог доктор Дэвид Койл из UC Davis, объяснил, почему вообще кто-то стал бы отправлять микробы в космос:
«Понимание того, как микробы ведут себя в микрогравитации, критически важно для планирования долгосрочных пилотируемых миссий, но также может дать новое понимание того, как они себя ведут в созданных человеком средах на Земле».
Анализ показал, что почти все микробы вели себя в космосе так же, как и на Земле — за исключением одного.
Бактерия Bacillus safensis, изначально собранная с марсохода Perseverance до его запуска в 2004 году, показала поразительный рост на 60% лучше в космосе, чем на Земле.
Учёные не смогли объяснить, почему именно этот штамм бактерии так хорошо себя чувствует в космосе, но открытие вдохновило будущие исследования.
2017
Исследование 2016 года вдохновило Мадхана Тирумалаи, постдока из Университета Хьюстона и члена Института астробиологии NASA. Он предположил, что в невесомости есть что-то, что нравится микроорганизмам.
Он провёл наиболее строгое на тот момент исследование роста бактерий в микрогравитации, опубликованное в журнале NPJ Microgravity.
Тирумалаи (ныне доцент кафедры биологии и биохимии) и его команда наблюдали за ростом Escherichia coli (E. coli) в условиях, имитирующих микрогравитацию, на протяжении 1000 поколений (одно поколение занимает всего 20 минут).
Они сделали три удивительных открытия:
- бактерия размножалась значительно быстрее,
- за время наблюдения появилось не менее 16 уникальных генетических мутаций,
- образовывалось почти в 3 раза больше колоний, чем у контрольных бактерий на Земле.
Когда исследователи извлекали бактерии после 10, 20 и 30 поколений, до 72% супербактерий сохраняли свои преимущества в росте. Это означает, что некоторые мутации, вызванные пребыванием в космосе, могут быть необратимыми, даже после возвращения на Землю.
Профессор Джордж Фокс, астробиолог из Университета Хьюстона, сказал New Scientist:
«Мы действительно видим геномные изменения — постоянные. Следующий шаг — выяснить, что именно делают эти изменения».
И действительно, ведь космический туризм уже начался. Если Илону Маску, Джеффу Безосу и Ричарду Брэнсону удастся реализовать свои мечты, космический туризм скоро станет повседневностью.
А что, если мутировавшие бактерии вернутся на Землю на борту одного из таких туристических рейсов?
К счастью, мутировавшие бактерии в экспериментах Тирумалаи оказались столь же уязвимыми к антибиотикам, как и обычные E. coli. Но это может измениться.
Ведь если бактерии проведут долгое время в условиях микрогравитации, они могут эволюционировать в совершенно новые виды, устойчивые к антибиотикам — и именно это учёные открыли далее.
2024
В 2024 году микробиолог и старший научный сотрудник Лаборатории реактивного движения NASA в Калифорнии Кастхури Венкатесваран и его коллеги секвенировали геномы шести новых видов бактерий, обнаруженных в образцах с МКС:
- Arthrobacter burdickii
- Leifsonia williamsii
- Microbacterium mcarthurae
- Microbacterium meiriae
- Paenibacillus vandeheii
Они сравнили их с ближайшими земными родственниками.
Учёные выяснили, что эти микроорганизмы развили белки, помогающие адаптироваться к микрогравитации, включая улучшенные механизмы восстановления ДНК, повреждаемой под действием радиации.
Венкатесваран рассказал New Scientist:
«Эти микробы нашли способы выживать и, возможно, даже процветать в космосе. Понимание этого может быть полезным как для освоения космоса, так и для здоровья».
Опасны ли они для астронавтов, пока неизвестно. Однако некоторые гены указывают на потенциальную патогенность:
- например, способность ускользать от иммунной системы
- и формировать биоплёнки.
Биоплёнки — это слизистые структуры, образуемые бактериями, которые затрудняют уничтожение дезинфектантами и антибиотиками. На МКС они могут забивать трубки, фильтры и вызывать болезни у астронавтов.
Впрочем, не все учёные считают ситуацию тревожной. Доцент Мэтью Бейкер из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии, не участвовавший в исследовании, сказал New Scientist, что сообщения о патогенности «не обязательно вызывают тревогу».
Но он согласился: эволюция бактерий непредсказуема, и за ней следует внимательно следить во время космических миссий.
2025
Совсем недавно, в марте 2025 года, китайские учёные опубликовали в Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology исследование о новом виде бактерий — Niallia tiangongensis, процветающем в условиях микрогравитации.
По данным Wired, китайское телевидение сообщило, что в мае 2023 года тайконавты взяли мазки биоплёнок с панелей управления станции «Тяньгун».
Образцы были заморожены и доставлены на Землю в рамках китайской программы CHAMP (China Space Station Habitation Area Microbiome Program). Целью было изучить поведение микроорганизмов в герметичной среде с экипажем.
Учёные обнаружили новый вид бактерии Niallia tiangongensis, принадлежащий к роду Niallia из семейства Bacillaceae. Они отличаются:
- палочковидной формой,
- толстыми клеточными стенками,
- способностью формировать эндоспоры — структуры, помогающие выживать в экстремальных условиях.
Секвенирование показало, что ближайший родственник — земной Niallia circulans, хотя генетические различия значительные.
В отличие от земного вида, Niallia tiangongensis:
- расщепляет желатин особым способом, что даёт преимущество в питательной среде,
- образует биоплёнки,
- восстанавливает ДНК после радиационного повреждения,
- и активирует антиоксидантную защиту.
Учёные пока не знают, эволюционировал ли этот вид в космосе или попал туда с Земли. Также неизвестно, опасен ли он для тайконавтов, но его земной родственник Niallia circulans может вызывать сепсис, особенно у людей с ослабленным иммунитетом.
Смена перспективы
Освоение и колонизация космоса — давняя человеческая мечта, которая становится реальностью благодаря росту космической индустрии и международной гонке.
Но если раньше мы читали книги и смотрели фильмы о вторжении инопланетян, теперь выходит, что это мы — инопланетные захватчики.
Хотя, учитывая, что мы теперь знаем о эволюции бактерий в космосе, возможно, нас ждёт судьба марсиан из «Войны миров» — и нас уничтожат наши же бактерии, ещё до посадки на другой планете.
Ведь если бактерии способны стать опаснее, адаптируясь к суровым условиям космоса всего за несколько лет, то что они смогут сделать за десятилетия, пока мы летим к далёким мирам?