Iliustruotasis mokslas: mikrobai plečia gyvybės ribas

Mokslininkai ne vienus metus Žemėje bandė rasti vietą, kur negalėtų išgyventi jokie gyvi organizmai. Tos vietos ieškojo visur – greta įkaitusių versmių vandenyno dugne ar sausame Atakamos dykumos smėlyje, ir visur aptiko gyvų būtybių.

Mikrobų gebėjimas ištverti karštį, spinduliuotę ir šaltį yra neįsivaizduojamas, o galimybės – astronominės. Ekstremofilais vadinami sunkiai įveikiami padarai mokslininkus įtikino, kad gyvybė tikriausiai sugebėtų išgyventi ir visiškai kitokiuose pasauliuose nei Žemė, pavyzdžiui, Saulės sistemos planetų palydovuose.

Anksčiau tikėta, kad gyvi organizmai gali egzistuoti tik tokiose planetose, kur temperatūra ir slėgis panašūs į Žemės, dar geriau – jei ten yra deguonies ir vandens.

Tai, kad ekstremofilų negąsdina atšiaurios sąlygos kosmose, neseniai užfiksavo dvi mokslininkų komandos. 2012 m. tarptautinė tyrėjų grupė pademonstravo, kad bakterijos iki 1,5 metų gali be apsaugos išgyventi kosmose (Tarptautinėje kosminėje stotyje, TKS). 2013 m. Vokietijos mokslininkai įrodė, kad Marsas taip pat nėra kliūtis. Simuliatoriuje antarktinė kerpė nesunkiai ištvėrė panašias sąlygas kaip Raudonosios planetos.

Tyrimai atskleidžia gudrybes

Kad suprastų, kaip bakterijoms pavyksta išgyventi kosmose, mokslininkai jas tiria Žemėje. Viena tokių tyrėjų yra Nevados universiteto chemijos ir molekulinės biologijos dėstytoja mokslų daktarė Alison Murray.

Bendradarbiaudama su NASA, 2010 m. jos vadovaujama mokslininkų komanda siekė rasti gyvybę visiškoje tamsoje glūdinčiame itin sūriame ir lediniame Vidos ežere, esančiame Antarktidoje, daugiamečio įšalo zonoje. Ežeras pastaruosius tris tūkstančius metų buvo izoliuotas. Nepaisant atšiaurių sąlygų, paaiškėjo, kad septynių kvadratinių kilometrų dydžio ežere gyvena klestinti bakterijų bendruomenė.

A. Murray su kolegomis šiuo metu sudarinėja ežero ekstremofilų genetinės medžiagos DNR seką. Iš tyrimų sužinosime, kokie tai organizmai ir kaip jiems pavyksta išgyventi.

Tokiomis išgyvenimo gudrybėmis galėtų pasinaudoti ir padarai, gyvenantys, pavyzdžiui, Jupiterio palydove Europoje. Anot mokslininkų, palydove po stora vandens ledo pluta plyti sūraus vandens vandenynas, kur sąlygos sudėtingos, tačiau ne blogesnės nei Vidos ežere. Nežemiškiems ekstremofilams tikriausiai netrukdo net intensyvi kosminė spinduliuotė, – radioaktyviame 1986 m. sprogusios Černobylio atominės elektrinės reaktoriuje aptiktas grybelis, kuris ne tik toleruoja pavojingą jonizuojančiąją spinduliuotę, bet ir ja naudojasi.

Kietakaktės būtybės reaktoriuje

Spinduliuotę mėgstantis Černobylio grybelis per kelerius metus po atominės katastrofos prisitaikė prie naujų sąlygų. Daugelis ekstremofilų savo aplinkoje gyvena milijonus metų, tad turėjo daugybę laiko išsiugdyti ypatingas savybes, leidžiančias išgyventi.

Mokslininkai pastebėjo, kad šaltį mėgstantys ekstremofilai turi ypatingų neužšąlančių molekulių, dėl kurių ląstelėse esantis skystis nepakeičia būsenos. Paprastai ledo kristalai susidaro, kai temperatūra nukrinta žemiau nulio, tačiau šios molekulės veikia taip pat kaip automobilių antifrizas, kuris pažemina skysčio užšalimo tašką.

Jei sąlygos darosi per sunkios, kai kurie ekstremofilai imasi kraštutinių priemonių – sustabdo biologinius procesus ir laukia geresnių laikų. Organizmai gali miegoti žiemos miegu, kol nuo išorinio poveikio juos saugo biologiniai šarvai.

Aliaskoje tiesiant naftotiekį, buvo aptikta bakterija Carnobacterium pleistocenium, kuri daugiamečiame įšale žiemojo apie 32 tūkstančius metų. Paaiškėjo, kad atšildyta bakterija vis dar galėjo daugintis.

Gebėjimas miegoti žiemos miegu gali būti naudingas ir organizmams kitose planetose. Pavyzdžiui, mokslininkai turi įrodymų, kad kadaise Marse būta daug vandens ir kad po šios planetos paviršiumi yra daugiamečio įšalo sluoksnis. Gali būti, kad jame žiemos miegu tebemiega mikrobai.

Tad tikriausiai kitas ekstremofilas, kurį atras mokslininkai, gyvens ne mūsų planetoje.