От обжигающе горячих мест, которые соперничают с Адом Данте, до холодных мест, более холодных, чем темная сторона Луны, ученые, участвующие в исследовательской инициативе Национального научного фонда (NSF) стоимостью 6 миллионов долларов, ищут формы жизни на Земле, которые могут дать представление о возможных жизнь на других планетах. Первые награды NSF в рамках этой инициативы, которая называется «Жизнь в экстремальных условиях» (LExEn), охватывают более 20 исследовательских проектов и около 40 ученых, которые будут изучать жизнь в самых экстремальных средах обитания на Земле.
«Жизнь процветает на земле в невероятно широком диапазоне сред», - объясняет Майк Парди, координатор NSFinitiative.«Эти условия могут быть аналогичны суровым условиям, которые существуют сейчас или существовали на Земле и других планетах. Изучение микробных форм жизни и экстремальных условий, в которых они обитают, может дать новое понимание того, как эти организмы адаптировались к разнообразным условиям, и пролить свет на пределы внутри которого может существовать жизнь."
Управления биологических наук NSF; инженерия;геонауки; математические и физические науки; и офис полярных программ выделяют 6 миллионов долларов на изучение взаимосвязей между организмами и окружающей средой, в которой они существуют. Особое внимание уделялось средам, близким к экстремальным условиям на Земле. Финансирование также будет поддерживать исследования нашей Солнечной системы и за ее пределами, чтобы помочь определить возможные новые места для жизни за пределами Земли.
Ученые изучают такие среды, как гидротермальные системы Земли, морской лед и ледяные щиты, бескислородные среды обитания, гиперсоленые озера, высокогорные или полярные пустыни, а также искусственные среды, созданные, например, для промышленных процессов. Проекты включают поиск методов выделения и культивирования микробов, обнаруженных в экстремальных условиях, разработку методов изучения этих микробов в их естественной среде обитания и разработку технологий извлечения незараженных образцов..
-NSF-
Приложения: основные моменты проектов LExEn. Список наград LExEn.
NSF осуществляет переход на новую форму электронного распространения новостных материалов. В конечном итоге мы заменим нынешний «listserve» новой специальной службой новостей. На панели инструментов на домашней странице NSF (URL: https://www.nsf.gov) вы можете подписаться на получение электронных версий всех материалов NSF (или тех, которые вы выбираете сами). NSF - независимое федеральное агентство, отвечающее за фундаментальные исследования во всех областях науки и техники, с годовым бюджетом около 3,3 миллиарда долларов. Фонды NSF достигают всех 50 штатов посредством грантов более чем 2000 университетов и учреждений по всей стране. Ежегодно NSF получает более 50 000 запросов на финансирование, в том числе не менее 30 000 новых предложений. См. также информационные продукты NSF по адресу: https://www.nsf.gov:80/od/lpa/start.htm, https://www.eurekalert.org/ и
ГЛАВНЫЕ ПРОЕКТЫ ЛЕКСЕН
ú Гиперзасушливые пустыни являются одними из самых экстремальных условий на земле. Пустыня Атакама в Чили с ее бездождевыми регионами является одной из таких сверхзасушливых пустынь на Земле. Участники программы LEx Фредерик Рейни и Джон Баттиста из Университета штата Луизиана будут исследовать ряд микроорганизмов, живущих в этой сверхзасушливой пустыне, с целью пролить свет на выживание микроорганизмов в подобных экстремальных условиях по всему миру.
ú Недавние исследования выявили микробные сообщества в различных средах земной коры на глубине до 9 200 футов ниже поверхности земли. Из глубины континентальной коры существует очень мало микробных образцов, потому что отбор керна обходится дорого. Но теперь Таллис Онстотт из Принстонского университета открыл уникальную возможность изучать микробные сообщества на глубине более 10 000 футов под поверхностью: на золотых приисках в Южной Африке. Разведывательные образцы, взятые из скважины, пробуренной в богатой ураном золотоносной шахте в Южной Африке, показали наличие неповрежденных микробных клеток. Онстотт изучит взаимосвязь между минералогией и бактериями, живущими в этих глубинных породах, проведя интенсивные исследования на одном конкретном южноафриканском золотом руднике.
ú Микроорганизмы могут лежать, как Лазарь, жизнеспособные, но погребенные в ледяных щитах и ледяных шапках Тибетского плато, южноамериканских Анд, северных и южных полярных регионов. В рамках проекта Лонни Томпсона и Эллен Мозли-Томпсон, гляциологов из Университета штата Огайо (OSU), и их коллег будут реанимировать микроорганизмы из ледяных кернов, хранящихся в исследовательском центре ByrdPolar при OSU, и использовать восстановленную ДНК из организмов для определения взаимоотношений с другими организмами, а также численности и возраст. Ученые будут оценивать продолжительность жизни организмов, а также разнообразие крошечных форм жизни, отложившихся в одном и том же географическом месте с разницей в тысячи или даже сотни тысяч лет. Исследователи надеются обнаружить вымершие гены или фрагменты генов, чтобы сравнить их с современными аналогами.
ú Каков характерный признак прошлой жизни в экстремальных условиях? Ариэль Анбар и его коллеги из Университета Рочестера изучат, фракционируют ли стабильные изотопы ключевых метаболических металлов - и оставляют ли они свой «Джон Хэнкок» - когда металлы поглощаются и метаболизируются микроорганизмами. Если это так, то этот метод можно использовать для выявления следов жизни в экстремальных условиях, когда другие «биомаркеры» или признаки жизни не могут быть использованы. Исследование будет сосредоточено на изотопах меди и цинка, которые, как ожидается, будут в изобилии, когда эти металлы будут поглощаться микробами в процессе, катализируемом ферментами, и на изотопах железа, которые, как ожидается, будут восстановлены в реакциях, опосредованных микробами.
ú Многие регионы Солнечной системы, где предполагается существование жизни, такие как океаны спутника Юпитера Европы, характеризуются давлением, намного превышающим давление на поверхности Земли. Существует относительно мало данных о природе барофильных (любящих высокое давление) форм жизни или о границах давления, в пределах которых может существовать жизнь. Дуглас Бартлетт из Океанографического института Скриппса в Ла-Хойя, Калифорния, проведет исследование генетических компонентов, связанных с выживанием в условиях высокого давления. В своих исследованиях Бартлетт будет использовать так называемые гипербарофилы, недавно полученные в месте с высоким давлением на дне Японского желоба, глубоководном месте, где давление достигает многих тонн на квадратный дюйм..
ú Как изучают древний климат Марса? Джеймс Кастинг из Пенсильванского государственного университета надеется заглянуть в прошлое и увидеть, каким был палеоклимат на Марсе. Похоже, что на раннем Марсе был теплый и влажный климат, но существующие климатические модели не могут объяснить эту гипотезу. Ответ может заключаться в метане, который, если его добавить в марсианскую палеоатмосферу, мог поднять температуру поверхности выше точки замерзания воды в начале истории планеты. Но откуда мог взяться этот метан? Такой источник, в принципе, мог быть обеспечен бактериальной жизнью на поверхности раннего Марса.
ú Вода, вода, повсюду, и насколько она важна для существования жизни, но сохраняется ли она в виде жидкости под ледяной коркой Харона, спутника Плутона? До сих пор исследователи считали, что вода может сохраняться на поверхности планет благодаря радиационному нагреву ближайших звезд. Дуглас Лин из Калифорнийского университета и его коллеги изучат, может ли слой воды сохраняться под поверхностью луны планеты, сохраняясь в жидком состоянии благодаря приливному взаимодействию между планетой и луной. Они проанализируют такое взаимодействие между Плутоном и Хароном, а также между Ураном и его «спутниками».