Эти странные жуки могут указать, какие признаки искать на Марсе и за его пределами.
Космический камень одного организма - это нос другого организма. НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех
Как может выглядеть инопланетная жизнь и какие следы она оставит после себя? Если внеземные аналоги растений и планктона наполнят атмосферу своей планеты кислородом, или развитая цивилизация наполнит свое небо спутниками, мы сможем наблюдать такие глобальные потрясения с Земли. Но если жизнь где-то еще мала и ограничена в масштабах, ее отпечатки пальцев могут быть тонкими и трудноразличимыми даже прямо на нашем собственном космическом заднем дворе.
Любые внеземные твари в нашей Солнечной системе, учитывая отсутствие там явной зелени и движения, скорее всего, являются простыми микробами. Возможно, они зарываются глубоко под марсианский грунт, чтобы спрятаться от вредного ультрафиолетового излучения. Или, возможно, некоторые дремлют на астероидах, ожидая посадки в более благоприятных условиях. Группа исследователей из Венского университета попыталась угадать, как такие микробы могут выжить сами по себе и какие следы они могут оставить после себя, изучая одного из самых выносливых насекомых на Земле. Теперь, в недавней публикации Nature, они подробно описывают, что происходит, когда вы скармливаете метеориты микробам.
«Я хочу выжать из этой важной информации, связанной с поиском жизни», - говорит Татьяна Милоевич, соавтор и химик-биофизик из Венского университета.
Только не называйте этот микроб бактерией. Metallosphaera sedula является представителем совершенно отдельного царства жизни, известного как археи, которые были впервые обнаружены в горячих и соленых бассейнах, которые были бы смертельны для большинства организмов. Даже в этой группе суровых особей M. sedula является экстремальным выживальщиком. Он предпочитает очень горячую кислоту - около 160 градусов по Фаренгейту и раствор с терпкостью желудочного сока. Он также переносит высокие концентрации токсичных металлов, что делает его ярким примером того, что Милоевич называет полиэкстремофильным микробом - организмом, который любит крайности в своем доме в различных смыслах. Она также говорит, что M. sedula может пережить длительные периоды обезвоживания в стиле тихоходки, и предполагает, что он может справиться с радиацией глубокого космоса, по крайней мере, если он погребен внутри метеорита.
Но что действительно делает M. sedula главным подозреваемым в сравнении с теоретическими космическими микробами, так это их рацион. Многие организмы на Земле, такие как растения, усваивают энергию солнечных лучей, а другие делают это даже из источников тепла, таких как глубокие морские жерла. M. sedula, однако, пирует, вырывая электроны из металлов, превращая богатый металлами метеорит во что-то вроде шведского стола.
Милоевич и ее коллеги не были уверены, к каким металлам пристрастился микроб и как именно он будет их обрабатывать, поэтому они позаимствовали каменный метеорит из Венского музея естественной истории (надо только вежливо попросить, говорит Милоевич) и устроили микробный буфет. Одних микробов они культивировали в растворе, содержащем метеоритный порошок, а других - непосредственно на кусочках неповрежденного метеорита размером с монету.
Выяснить, как их кормить, было достаточно просто, но группа потратила годы на разработку методов нарезки и анализа странных жуков после еды. Большинство микробов остаются мягкими, но чем больше металлов съедает M. sedula, тем жестче и твердее они становятся. «[Затвердевшие микробы] повреждают инструменты, которыми вы собираетесь их резать», - говорит Милоевич. После разработки методов, позволяющих максимально отделить каменистые части микробов от их мягких частей, команда обнаружила три основных способа, которыми M. sedula изменяет окружающую среду, - три потенциальных отпечатка жизни..
Во-первых, микроб определенно процветал на метеоритной еде. Милоевич шутит, что она стремилась «порадовать [свои] микроорганизмы самым лучшим кормовым субстратом». Внеземные фрагменты содержали много типов металлов, но группа обнаружила, что M. sedula питалась только железом, и таким образом, что на поверхности микроба оставались два определенных типа железа, пока он жил. Если будущие миссии вернут образцы марсианских пород, эта конкретная смесь железа может указывать на живущих родственников M. sedula - инопланетную жизнь.
Во-вторых, после плотного железного обеда М.sedula выделяет в качестве побочного продукта сульфат никеля. Присутствие этого побочного продукта указывает на текущую микробную активность, что может означать рассадник чужеродных микробов. Марсоход мог бы искать такие соединения и использовать их для поиска марсианской жизни. «Там, где есть скопления никеля, - говорит Милоевич, - может быть интересно исследовать их дальше».
Наконец, исследователи рассмотрели, какие виды микрофоссилий оставит после себя микроб. Пассивное замещение кости камнем, как в случае с традиционными окаменелостями, занимает миллионы лет, но эти поедающие минералы микробы становятся тем, что они едят, всего за несколько недель. M. sedula накапливает металлы в своей клеточной мембране, а после гибели оставляет твердую оболочку в форме пончика из определенных металлов и других элементов. «Они едят камни и в течение жизни становятся камнями», - говорит Милоевич. Эти затвердевшие оболочки могут представлять собой почти верный признак прошлой жизни на марсианском камне или метеорите, если они могут выдержать течение времени.
Теперь, когда она знает, как микробы могут обходиться только внеземными материалами, Милоевич хотела бы посмотреть, смогут ли они выжить во внеземной среде, возможно, подвергая их разрушительному воздействию космоса за пределами Международной космической станции. Но на самом деле она будет выжидать, пока не получит в свои руки какие-нибудь нетронутые марсианские камни для исследования, готовые заняться внеземной микропалеонтологией. «Думаю, я знаю все, что мне нужно», - говорит она.