Вони навряд чи є представниками позаземного життя
Доктор біологічних наук Антон Сироїшкін прокоментував нещодавню заяву космонавта Антона Шкаплерова про «бактерії, що «прилетіли з космосу» на зовнішній поверхні Міжнародної космічної станції. На думку вченого, подібне формулювання не повинно змушувати думати, що виявлені мікроорганізми справді прибули на Землю з інших планет.
При цьому фахівець наголосив, що поки що на зовнішній стороні МКС не було виявлено жодної живої бактерії, а знахідки є лише зразками ДНК, про життєздатність говорити поки що передчасно. «Ми поки що нічого не висівали. Але, судячи з того, що великі фрагменти ДНК залишаються цілими під дією рентгенівського, ультрафіолетового випромінювання, потоку протонів, самі бактерії теж могли залишатися цілими», - додав Сироїшкін.
Орбіта МКС знаходиться приблизно в 400 кілометрах над поверхнею Землі, проте мікроорганізми цілком могли потрапити туди не тільки на борту космічного модуля. Між поверхнею Землі та іоносферою постійно тече електричний струм, і якщо прикладом «низхідної» гілки можна назвати блискавки, то висхідна гілка може піднімати на величезну висоту краплі аерозолів та порошинки. Разом з ними на висоті польоту Міжнародної космічної станції можуть бути і земні бактерії. Для цього мікроорганізмам необхідно подолати тропопаузу і стратопаузу, проте все говорить про те, що вони піднімаються саме під впливом глобального електричного ланцюга.
Космонавт із Росії Антон Шкаплеров, який раптово привернув інтерес у суспільства до пошуків позаземного життя, у неділю збирається втретє полетіти на орбіту разом із двома новими космонавтами: американцем Скоттом Тінглом та японцем Норішіге Канаї. Під час запланованої експедиції на МКС, яка триватиме чотири місяці, космонавти вестимуть 51 експеримент. 10 з них присвячуватимуться космічній біології та біотехнологіям, включаючи проблему планетарного карантину та безпеки у питаннях екології.
Шкаплеровим нещодавно в сенсаційному інтерв'ю було заявлено, що на МКС є бактерії, що прилетіли звідкись із космічних просторів і оселилися на зовнішній стороні обшивки. Він зазначив, що поки їх вивчають, вони, мабуть, не становлять будь-якої небезпеки. Таємничий натяк у словах, що вони звідкись із космосу, прозвучав цілком інтригуюче для багатьох. Невже там справді були мікроорганізми позаземного походження?
Загадкові бактерії
Повідомлення космонавта помітили й у зарубіжжі. На сайті picturesdotnews.com написано в одній об'ємній статті, що, якщо мікроорганізми ховаються в укриттях на станційному корпусі, як заявив Антон, вони, напевно, подорожували автостопом за 250 миль від земної поверхні, а якщо вченими будуть виявлені чужорідні мікроби, як люди сприймуть таку новину? З цього питання розпочалася дискусія, різні діячі почали висловлювати свої думки щодо цього. Один із скептично налаштованих людей сказав, що, хоч і немає сумнівів, що в Галактиці є набагато більше планет з мікробним життям, ніж з розумним, це не каже, що ми знайдемо бактерії поза Землею перед тим, як приймемо радіосигнал.
То що насправді виявлено на станційній обшивці? До інституту медико-біологічних проблем РАН було відправлено за поясненнями цієї знахідки. Насамперед прозвучало питання можливості того, що бактерії, що оселилися зовні станції, є прибульцями з далеких просторів. Було зазначено, що вони по суті повинні встояти за немислимих для живого організму умов, наприклад, глибокого вакууму, смертоносного радіаційного випромінювання, температурних перепадів від +100 до -100 за Цельсієм і т.д.
Провідним науковим співробітником, кандидатом біологічних наук Оленою Дешевою сказано, що не знає щодо прибульців, чи існують вони чи немає на станційній обшивці, але ті організми, зняті із зовнішнього боку станції і доставлені для дослідницької роботи, дуже схожі на земних. Наприклад, на космічній станції знайшли суперечки бактерій, що належать до роду "Bacillus", а також гриба "Aureobasidium". За допомогою високочутливих молекулярних методів виявлено ДНК-фрагменти геномів різних мікроорганізмів.
Цей експеримент, названий «Тест», ведеться ще з 2010 року. За минулі 7 років вітчизняні космонавти під час виходів у відкритий космічний простір зуміли взяти 19 проб осадового матеріалу прямо з поверхні станції. В результаті отримали дуже цікаві дані. При цьому не можна не врахувати, що мікроорганізми, хоч і життєздатні після космічного польоту, на поверхні станції не здатні до розмноження через відсутність там води. Дешевий було підкреслено, що цей експеримент ще не збираються закінчувати, і його продовжать до 2020 року.
Але чому ж на поверхні станції не знаходяться бактерії, не схожі на ті, що є на Землі? Напевно, тому, що ніхто не здійснює пошуки таких і навіть не мають уявлення, як шукати. Взяті проби вивчаються лише щодо знаходження відомих нашій планеті мікроорганізмів. Наприклад, результати спеціального аналізу порівнюють із 20 млн. і більше ДНК, що зберігаються у базі даних «NCBI». Саме таким чином, наприклад, визначили ДНК бактерій у пробах, що доставили з космічного простору. Додамо, що ці бактерії жили раніше на нашій планеті, а саме у відкладеннях на дні, в мулі, всіляких водоймах і грунті.
Суперечки бактерій, ДНК, мікрочастинки та всілякі фрагменти ДНК, які захоплювалися висхідними електропотоками, згідно з припущеннями фахівців, можуть підніматися з поверхні планети у верхні іоносферні шари. Експерименти космічного масштабу допомогли багато чого відкрити. Відзначено, що верхню межу знаходження мікроорганізмів, здатних жити, перенесли на висоту 400 км.
Але на станційну поверхню мікрочастинки потрапляють не лише з нашої планети. Станція часто перетинається із потоками метеороїдів. Імовірно, в мікрометеоритах і пилу від комет може бути певна біогенна речовина, що відбулося поза Землею. У ній можливий вміст залишків живих організмів, що розклалися, продуктів життєдіяльності. Це припущення підтримує безліч людей. Як один з вагомих аргументів виступає те, що про попадання на станційну поверхню пилу говорить про виявлення на обшивці в суттєвих концентраціях гольмію, що був на Землі в дуже малій кількості. Можливо, бактерії позаземного походження є також на зовнішній оболонці станції? Тут варто здійснювати ретельний пошук і тоді все з'ясується.
Розробки та нові плани щодо дослідження виникнення мікроорганізмів
У цьому напрямі намагаються просунутися вчені Інституту космічних досліджень. Вони зробили пропозицію щодо цікавого експерименту, названого «ЛІМБ». Його описали так, начебто якась захоплююча фантастика. Про неї йдеться, що виявлення життя позаземного походження, яке вже буде найближчим десятком років, як вважають багато відомих вчених зі світовим ім'ям, стане найважливішою подією 3-го тисячоліття. Перебування мікробів на інших планетах або супутниках планет, що відносяться до Сонячної системи, сьогодні краще відносити до події більш реальному, ніж думало раніше.
Такий цікавий прогноз пов'язують, як кажуть автори опису, з можливістю виживання на Марсі деяких мікроорганізмів, що відрізняються стійкістю до радіаційного випромінювання. Ймовірно, вони є там і сьогодні. У науковому описі даного експерименту можна знайти слова про те, що результати досліджень дали можливість зрозуміти, що кілька млрд. років тому на Марсі були якраз всі необхідні умови для зародження та еволюційного розвитку мікроорганізмних істот. І подібно до мікроорганізмів із Землі марсіанські теж могли перебувати на істотних глибинах у планетній корі. Крім того, навіть при втраті на планеті води та атмосфери дані мікроби, найімовірніше, були здатні до виживання та збереження у глибинних шарах порід.
Але перед відправкою на Марс відповідних приладів вчені планують найближчим часом організувати проведення експерименту на МКС. Як одне із завдань виступає вивчення таких істот у частках пилу, що знаходяться на траєкторії польоту станції.
А в період запланованої експедиції космонавти продовжуватимуть проводити експерименти з виживання таких організмів у космічному середовищі. Кілька місяців тому на зовнішній бік станції винесли мікроорганізми, які ніяк не захищені, навіть від пилу. Вчені ставлять завдання з'ясувати, чи здатні вони до виживання за таких умов. Вже наступного року 2 лютого їм необхідно забрати 1-у партію бактерій. А пізніше інший екіпаж же зніме зі станційної поверхні та інших.
Таким чином, тепер картина з мікроорганізмами, що перебувають і перебувають на обшивці МКС, прояснюється все більше і більше. Вчені намагаються досягти успіху в цьому напрямку. Це допоможе відповісти на питання щодо існування життя поза Землею, що є важливим нині для людства. Сподіватимемося, що успіхів вчені досягнуть.
Французькі дослідники з Університету Нансі (Nancy-Université) у Лотарингії вважають, що підвищена плодючість, вірулентність та зростання бактерій у космосі у поєднанні зі скороченням виробництва антитіл у астронавтів може стати серйозною перешкодою на шляху майбутніх тривалих космічних подорожей, повідомляє агентство UPI.
Відомо, що космічні експедиції сприяють ослабленню імунної системи людини, при цьому вірулентність (тобто здатність мікроорганізму чи вірусу).
Бактерії, зібрані в селі Бір на південному узбережжі Великобританії, провели у відкритому космосі за бортом Міжнародної космічної станції (МКС) 553 дні, і багато хто з них залишився життєздатним - таким чином, мікроорганізми встановили своєрідний "рекорд" виживання у відкритому космосі.
Ціанобактерії під умовною назвою OU-20 у 2008 році помістили у спеціальні експериментальні ємності за бортом європейського наукового модуля "Коламбус" прямо на невеликих шматочках породи, взятої зі скель.
Бактерія Deinococcus radiodurans, здатна існувати в найекстремальніших умовах, могла пережити міжпланетну "подорож" та стати джерелом життя на Землі, вважають вчені.
Назва Deinococcus radiodurans перекладається з грецької та латини як "страшна ягода, здатна переносити радіацію".
Бактерію діаметром 1,5-3,5 нанометра виявили у 1950-х роках у ході експерименту зі стерилізації їжі за допомогою радіації: через цю бактерію м'ясо зіпсувалося навіть після високої дози гама.
Бактерії, що володіють «імунітетом» до дії антибіотиків, можуть захищати від них і своїх родичів, які не мають власного захисту, що може бути використане для боротьби зі стійкими до ліків (антибіотикорезистентними) мікроорганізмами, повідомляє РИА «Новости» з посиланням на публікацію в Nature Четвер.
Бактерії на поверхні шкіри необхідні підтримки здорового балансу шкіри, довели лікарі Каліфорнійського університету. На шкірі постійно мешкає велика кількість і різноманітність мікробів, але запалення через їх активність є небажаним процесом.
Проте нормальні бактерії, що живуть на шкірній поверхні, навпаки, перешкоджають надмірному запаленню після фізичних пошкоджень, травм або рани, стверджують американські дерматологи. Лікарі знайшли раніше невідомі молекулярні...
Бактерії, присутність яких у роті у людини є нормою, надають смак таким продуктам, як вино, цибуля та перець, а за відсутності бактерій значна частина смаку втрачається, йдеться у статті, опублікованій швейцарськими фахівцями.
Раніше вчені з'ясували, що слина перетворює деякі харчові компоненти, що не мають запаху, на сильно пахнучі сполуки, звані тіолами, які надають специфічного смаку ряду продуктів.
У новому дослідженні вчені з харчової компанії Firmenich...
Бактерії, Сальмонелла (Salmonella), також називані Salmonella enteritidis, можуть проникнути в яйце декількома способами. Одним з найпоширеніших способів є зараження шкаралупи яйця фекальним матеріалом. Бактерії присутні в кишечниках та випорожненнях заражених людей і тварин, включаючи курок, і можуть потрапити в яйця під час сідала, коли курки сидять на них.
Суворі заходи з очищення та перевірки "виробників" шкаралупи були здійснені в 1970 році, щоб скоротити...
Бактерії, що живуть на глибині понад 200 метрів, виявилися недостатньою ланкою вуглецевого циклу в океані - саме вони пов'язують вуглекислий газ поряд з іншими одноклітинними мешканцями океану, археями, повідомляють автори статті.
Археї - одноклітинні організми, що відрізняються як від бактерій, так і від усіх інших організмів, клітини яких мають ядра (еукаріоти). Археї становлять близько третини мікробного «населення» глибин Світового океану. Раніше вважалося, що саме археї в океані...
Історія ця почалася півтора роки тому, у лютому 2009 року, коли міжнародна група дослідників на чолі з Крістофером Мак Кеєм, планетологом з Дослідницького центру NASA, виступила з ініціативою щодо посилення вимог біологічної безпеки до дослідних місій на інші планети.
На думку вчених, вимоги Комітету з дослідження космічного простору (Council on Space Research - COSPAR) Міжнародної ради наукових спілок, яким підпорядковуються NASA, ESA та...
Причина проста і ім'я їй - Марс. Астробіологи вже давно підозрюють, що в не настільки вже віддалені (за космічними мірками) часи атмосфера Марса була теплою і вологою, а отже, на ньому могло існувати життя. При цьому досвід Землі показує, що життя така штука, яку в принципі неможливо винищити. Бактерії-екстремофіли зустрічаються в найглибших океанських западинах і на вершинах гір, в жерлах вогнедишних вулканів і в льодах Антарктиди, де умови для життя анітрохи не кращі.
Знайдені на зовнішній обшивці Міжнародної Космічної Станції?
Коротко - у межах програми дослідження життєздатності бактерій за умов космічного простору (що проводиться російськими космонавтами на МКС) із зовнішньої поверхні станції регулярно беруться мазки, потім аналізовані зміст біологічних складових. Раніше (влітку 2017 року) у таких пробах були вже виявлені фрагменти ДНК земних мікроорганізмів, які, ймовірно, винесені в Космос із земної атмосфери.
І ось тепер космонавти виявили на зовнішній поверхні станції не просто фрагменти ДНК або бактеріальні суперечки, але цілком живі бактерії, що успішно оселилися і розмножуються в умовах космічного вакууму, регулярних екстремальних перепадів температур і жорсткого ультрафіолетового опромінення. При цьому космонавти переконані, що раніше ці бактерії на поверхні модулів станції не мали.
Три основні версії:
* Бактерії були занесені випадково космонавтами – найбільш, слід чесно визнати, ймовірний сценарій. І все ж таки навіть у цьому випадку, ми багато чого зможемо дізнатися про здатність мікроорганізмів не тільки виживати у вакуумі, але й успішно заселяти нові майданчики - в таких несприятливих умовах!
* Бактерії були занесені з Космосу, але мають земне походження - другий за ймовірністю сценарій. За останні роки було запропоновано кілька можливих механізмів "виносу" земних бактерій в іоносферу Землі, і фрагменти ДНК земних бактерій цілком собі спостерігалися в космічному пилу, зібраному з обшивки МКС. Таким чином, відкриття життєздатних бактерій на МКС може перевернути наші погляди на можливість панспермії. Нехай навіть панспермії " від нас " , тобто. перенесення мікрожиття із Землі до інших планет.
* Ну, і нарешті найбільш хвилюючий - і самий, треба визнати, малоймовірний сценарій - що бактерії на поверхні МКС справдіє організмами позаземного походження. Важко навіть уявити наукові наслідки такого відкриття: на цілу низку ключових питань біології можуть бути отримані відповіді просто за рахунок того, що ми нарешті зможемо дізнатися - наскільки типовим був розвиток життя на Землі.
Незалежно від того, який сценарій все ж таки буде визнаний істинним - хотілося б, зрозуміло, щоб третій... :) - наше пізнання Всесвіту і життя на Землі просунеться значно. І це черговий важливий аргумент на користь саме людського освоєння Космосу. Так, відповідним чином спроектовані автомати можуть ставити експерименти не гірше за людей. Але чи можуть автомати помічати випадковості?
Несподівано розгорівся інтерес космічного агентств до мікробіоті людського організму загалом і анаеробним кишковим бактеріям особливо почався з одного дивного доповіді, прочитаного перед аудиторією що складалася з льотчиків-випробувачів і медиків НАСД* наприкінці квітня 1964 року.
Начебто головному лікарю НАСД Чарльзу Беррі і без того не вистачало турбот із прогнозами, що очні яблука будуть лопатися при нульовій гравітації (на щастя, спростовані) або що після тривалого перебування в невагомості м'язи та кістки перетворюватимуться на кашу! А тепер ще знайшовся вчений, який стверджував, що головною небезпекою для астронавтів можуть виявитися поцілунки їхніх дружин після повернення чоловіків з ізоляції в багату на мікроби земну атмосферу. "Мікробний шок" - ось як назвав це Дон Лакі у своїй доповіді на організованій НАСА конференції на тему "Харчування в космосі", що проходила в Університеті Південної Флориди14. "Смертельний поцілунок Дона Лакі" - такі заголовки з'явилися наступного дня в газетах.
Лакі, один з першопрохідників гнотобіології, вже знав, що відбувається, якщо ізолювати невелику групу вирощених звичайним способом щурів у герметично закритій камері, а потім напувати їх стерильною водою і годувати виключно стерильною їжею (ситуація, не позбавлена схожості зі становищем астронавтів, що жили протягом всього польоту на розчинних напоях марки Тапд та сублійованих продуктах). Через кілька місяців різноманітність мітерій у кишечниках цих тварин скорочувалася з сотні зайвим до всього лише одного або двох видів.
"Наша нормальна мікрофлора утворена, очевидно, не так корінним населенням, як безперервним потоком нових іммігрантів", - пояснював Лакі. £6з їхнього припливу ця багата і різноманітна екосистема градує у напрямі монокультури. Залежно від того, хто при цьому переможе, вже сама по собі втрата різноманітності може стати смертельною. Як приклад Лакі навів кишкову паличку. У сприятливій присутності якихось інших кишкових бактерій, сказав він, кишкова паличка залишається нешкідливою. Але сама по собі вона виявилася смертоносною 5. При цьому навіть якщо переможцем виявиться який-небудь нешкідливий мікроорганізм, результатом такої перемоги може стати імунна система, що "облінилася". У своїх експериментах Лакі спостерігав, як легко тварини з збідненою мікрофлорою захворювали та помирали після того, як їх повертали назад у нормальну щурову колонію.
Звідси виникла ідея “смертельного поцілунку”. Політ на Місяць мав тривати близько трьох тижнів. Додайте до цього місячний карантин після повернення (щоб переконатися, що астронавти не підхопили якусь небезпечну місячну інфекцію). Вони повернуться з ізоляції з збідненою мікрофлорою та порушеною роботою імунної системи. А дружини кинуться до них в обійми з поцілунками. “У нас не може бути серйозних сумнівів у тому, що однією з проблем майбутніх астронавтів стане той чи інший різновид, або ті чи інші різновиди мікробного шоку, - підсумував Лакі.
Деякі з цих різновидів можуть виявитися настільки легкими, що будуть лише чисто науковий інтерес. Інші можуть викликати хвороби та смерть”.
Пророкування Лакі зробили "просто цікаву" проблему мікрофлори людського організму питанням життя та смерті. Чарльз Беррі швидко знайшов для Лакі кошти на вивчення мікрофлори приматів, яких протягом року утримували на дієті із зневодненої та опроміненої космічної їжі. Заодно Лакі зумів провести вичерпний облік мікроорганізмів у рамках запланованого раніше дослідження фізичних та психологічних наслідків тридцятиденного перебування шести льотчиків-випробувачів в умовах, наближених до космічних. Цей облік включав десятикратне взяття мазків із горла, ротової порожнини та з поверхні шкіри, а також щоденний аналіз випорожнень протягом усього періоду ізоляції. Усі зразки передавалися через тунель із двома дверима, що розділяв льотчиків та мікробіологів Лоррейн Голл та Філліс Райлі. У ході роботи дослідниці використовували понад 150 тисяч чашок Петрі та пробірок з живильним середовищем та вивчили понад 5 тисяч мікропрепаратів. Щоправда, їхня робота обмежувалася відомими мікроорганізмами, тобто такими, що піддаються вирощуванню в лабораторних культурах, у тому числі і деякими анаеробами з числа найменш вибагливих.
Як і очікувалося, вони виявили, що загальна чисельність бактерій на шкірі астронавтів за час ізоляції та обмеженої можливості митися зростала, причому деякі потенційно небезпечні різновиди стафілококів та стрептококів стали домінувати. Жодна із цих змін не призвела до розвитку захворювань. Проте істотне зрушення в кишковій мікрофлорі космонавтів породило в обмеженому просторі випробувальної камери іншу, більш невідкладну, проблему - спалах метеоризму, настільки неприємну, що фахівці НАСА з харчування отримали термінову вказівку досліджувати вплив дієти на кишкові бактерії, що виділяють гази.
І все-таки всі шестеро астронавтів вийшли з експериментальної камери здоровими і залишалися здоровими протягом наступного місяця. Дослідження залишило \ відповіді питання про те, чи можуть у астронавтів відбутися деякі більш істотні зміни в результаті більш тривалої ізоляції, і якщо так, то які.
У 1966 році Беррі отримав підвищення: з “головного тора астронавтів” він став керівником відділу біомедичних досліджень НАСА. Крім необхідності захистити астронавтів від мікробного шоку, перед ним стояло завдання зробити так, щоб їх власні бактерії не завадили запланованим пошукам життя на Місяці, вчені НАСА змогли б відрізнити місячних мікробів (якщо вони існують) від земних лише в тому випадку, якщо у них у розпорядженні буде повний перелік всіх організмів, що "забруднюють" самих астронавтів, їх скафандри, обладнання і взагалі все, чого вони торкаються. Беррі започаткував дослідження в цьому напрямку, очоливши підготовку систематичного каталогу мікрофлори шкіри та ротової порожнини астронавтів до та після двох попередніх польотів кораблів серії “Джеміні”. Він найняв мікробіолога Джеральда Тейлора, щоб той очолив підготовку повнішого каталогу мікрофлори команди для всіх польотів "Аполлонів".
Що стосується небезпечних змін у мікрофлорі астронавтів, Тейлор з'ясував, що у учасників перших польотів “Аполлонів” спостерігалися симптоми, що відповідають зараженню грибком Candida, у достатку зазначеному у ротовій порожнині та у зразках стільця багатьох астронавтів, що поверталися з польотів на “Апол. Тому він передбачав, що, за винятком легковиліковної молочниці порожнини рота, ніщо більш серйозне не має статися внаслідок тривалішої ізоляції, яку передбачав майбутній політ “Аполлона-11” на Місяць. У серпні 1969 року, коли Базз Олдр Ніл Армстронг і Майкл Коллінз пройшли після повернення з Місяця тритижневий карантин, ніхто не забороняв дружинам їх цілувати, хоча Беррі і подбав про те, щоб позбавити астронавтів від звичайного натовпу репортерів і фотографів. .
Але мікробіологи і лікарі НАСА не забували про можливість мікробного шоку у світлі вже запланованого тоді запуску орбітальної станції "Скайлеб", на якій астронавтам треба було проводити до декількох місяців. набагато серйозніших і потенційно небезпечних змін у мікрофлорі космонавтів, ніж будь-які зміни, виявлені у дослідженнях НАСА. Найзагадковішим був відзначений радянськими дослідниками справжнє захоплення кишечника жменькою стійких до медикаментів і бактеріальних штамів, що виробляють токсини.
Беррі щосили домагався виділення коштів для проведення докладного п'ятдесятишестиденного дослідження імітації польоту на “Скайлеб” у випробувальній камері до створення умов висот у Космічному центрі імені Джонсона. Але після перемоги у місячній гонці конгрес урізав щедрий річний бюджет НАСА на сотні мільйонів доларів. Беррі вдалося видобути для Тейлора суму, якої вистачило лише проведення поверхового аналізу мікробіоти команди і від якої залишилося трохи грошей, дозволили доручити іншій групі глибше дослідження кишкових бактерій тих самих астронавтів. І все-таки цих залишків вистачило те що, щоб дати поштовх вивченню анаеробної “темної матерії” людського мікрокосмосу.