Инженеры из Университета Джонса Хопкинса провели уникальный эксперимент, имитирующий колоссальное давление при столкновении астероида с планетой. Исследование, опубликованное в журнале PNAS Nexus, доказывает, что высокоразвитые микроорганизмы способны пережить экстремальный выброс в открытый космос, что подтверждает гипотезу о возможности межпланетного переноса жизни на осколках астероидов.
Что такое 3 гигапаскаля? Давление в 3 ГПа, которому подвергались бактерии, сопоставимо с давлением, при котором в недрах Земли формируются алмазы. В обычных условиях удар такой силы мгновенно разрушает большинство биологических структур, буквально разрывая связи в сложных молекулах. Однако уникальная архитектура генома Deinococcus radiodurans позволяет ему хранить несколько копий генетической информации. Даже если удар астероида фрагментирует ДНК, специфические белки быстро собирают ее обратно, словно пазл, возвращая клетку к жизни после экстремального стресса.
Гипотеза литопанспермии предполагает, что жизнь может перемещаться между мирами, «путешествуя» автостопом на обломках планет, выбитых в космос мощными ударами небесных тел.
Ранее ученые уже проверяли микробов на прочность, однако выживаемость в поставленных опытах была крайне низкой — оставалась в живых лишь одна миллионная доля популяции. Как стало понятно теперь, причина крылась в выборе «испытуемых»: для тестов брали обычные земные бактерии, не привыкшие к суровым условиям.
В новом исследовании, опубликованной в журнале PNAS Nexus, Лили Чжао и Калиат Рамеш решили взять в качестве объекта опыта микроб Deinococcus radiodurans — экстремофила из высокогорных пустынь Чили. Этот микроб, известный своей устойчивостью к радиации, холоду и вакууму, гораздо больше напоминает гипотетические формы жизни, которые могли бы зародиться на древнем Марсе.
Чтобы воссоздать условия катастрофы, ученые поместили бактерии в специальный «сэндвич» между стальными пластинами и выстрелили по нему из газовой пушки. Давление в момент удара достигало 3 гигапаскалей, что в 30 раз превышает показатели на дне Марианской впадины. Результаты превзошли все ожидания: при давлении 1,4 ГПа выжили почти все клетки, а при нагрузке в 2,4 ГПа уцелело около 60% популяции.
Секрет выносливости и космические перспективы
Такая невероятная стойкость заставила исследователей усомниться в чистоте эксперимента, однако повторные тесты подтвердили: микробы практически игнорируют катаклизм. Лили Чжао, соавтор работы, отмечает удивительную живучесть микробов: «Выживаемость была настолько высокой, что мне пришлось проводить эксперимент несколько раз, чтобы убедиться, что я ничего не напутала».
Генетический анализ показал, что после удара у бактерий активизировались гены, отвечающие за восстановление ДНК и укрепление клеточных мембран. Толстая клеточная стенка и феноменальные способности к самовосстановлению делают Deinococcus идеальным кандидатом на роль межпланетного путешественника.
Если на планете, подвергающейся частым бомбардировкам, существует жизнь, она может адаптироваться к таким ударам, превращаясь в «космические семена». Это открытие заставляет пересмотреть границы обитаемости в нашей Солнечной системе. Если жизнь зародилась хотя бы на одном объекте, существует реальная вероятность ее естественного распространения на соседние планеты и спутники с осколками камней.