Обнаружены микроорганизмы, способные существовать на метеоритах — Naked Science
10 минут
София Жаботинская

Обнаружены микроорганизмы, способные существовать на метеоритах

Ученые выяснили, что древние археи обладают способностями, которые позволяют им перемещаться на космических объектах.

Частицы метеорита NWA 1172, на котором культивировали археи M.sedula (левая часть изображения) и клетки архей на поверхности камня (правая часть)
Частицы метеорита NWA 1172, на котором культивировали археи M.sedula (левая часть изображения) и клетки архей на поверхности камня (правая часть) / © Milojevic, Kolbl, Ferriere et al., Scientific Reports, 2019

Археи — похожие на бактерии микроорганизмы, не имеющие ядра и мембранных органелл. В устаревших на сегодня научных классификациях их даже объединяли с бактериями в общую группу прокариотов, однако, по современным представлениям, это самостоятельно эволюционировавшая форма жизни. С эукариотами они имеют общие черты в типах молекулярных метаболических путей и транскрипции генов. Их сверхспособность — умение питаться не только органическими соединениями, но и совершенно непригодными, на взгляд большинства живых организмов, вещами. Не отказываясь от таких стандартных блюд, как органика, эти специфические гурманы могут использовать в пищу, например, аммиак.

Международная команда исследователей решила проверить, могли ли микроорганизмы на заре существования Земли питаться неорганическими соединениями в отсутствие органической пищи и могли ли они выжить на метеорите, прилетевшем на нашу планету извне. Именно метеориты приносили с собой довольно сложные соединения, а также экзотические для тогдашней земной поверхности вещества, такие как фосфор. Древние формы жизни, впервые появившиеся на лишенном большого количества органических соединений ландшафте планеты, должны были уметь обеспечить свое функционирование. Хемолитотроф — живой организм, который может использовать камни в качестве источника энергии.

Более ранние исследования показали, что есть бактерии, которые успешно могут окислять железо, содержащееся в метеоритах. Авторы статьи, опубликованной в издании Scientific Reports, предположили, что некоторые микроорганизмы и в прошлом, и сегодня могут использовать метеориты не просто как «гарнир» к обычной пище, но и как основное блюдо.

Слева направо: изменение микроструктуры поверхности метеорита под влиянием роста архей, полученное под растровым электронным микроскоп; то же самое изображение с увеличением; стерильная поверхность метеорита при температуре культивирования M.sedula / © Milojevic, Kolbl, Ferriere, Scientific Reports, 2019.

На роль того, кто сможет показать такие специфические вкусовые пристрастия, команда выбрала термоацидофила Metallosphaera sedula. Этот архей отлично чувствует себя при низком pH среды, высоких температурах и концентрациях тяжелых металлов. Предыдущие работы показали, что он мог выжить в марсианской почве. Кроме того, M. sedula известен особыми вкусами к неорганическим соединениям. Например, он может удалять из угля пирит — сульфид железа, также известный как «золото дураков».

Чтобы выяснить, действительно ли микроорганизм предпочтет метеориты, колонии этих архей предложили образец, отражающий свойства обычного для Земли типа каменистых метеоритов. Северо-Западную Африку 1172 (NWA 1172), кусок минерала весом 120 килограммов, нашли еще в 2000 году. Ученые предположили, что он должен понравиться микроорганизму: хорошее сочетание металлов и пористая структура, дающая много места для кормления и роста. «NWA 1172 — мультиметаллический материал, который может содержать гораздо больше микроэлементов для облегчения метаболической активности и роста микроорганизмов», — объясняет астробиолог Татьяна Милоевич из Венского университета.

Культуру архей подсадили на стерильный образец метеорита. Для сравнения микроорганизмам также предложили измельченный метеорит и другое минеральное «блюдо»: измельченные образцы медно-железо-серного минерального халькопирита. Затем активность M. sedula изучали с помощью микроскопии и анализа высвобожденных ионов металлов, выделяемых микроорганизмами.

Ученые обнаружили существенную разницу в росте колоний в зависимости от вида «диеты», причем число архей на метеорите достигало пика намного раньше, чем на халькопирите. Микроскопия показала, что микроорганизм имеет специфические хитрости, позволяющие эффективно употреблять в пищу метеорит. Исследователи увидели крошечные пузырьки вне тел архей, которые помогали катализировать реакции. Что именно в них происходит, еще требует отдельного изучения. Возможно, они снижают токсичность их еды. Авторы отмечают, что по всем признакам внеземная диета больше нравилась этим существам, чем наземные минеральные смеси.

Изображение клетки M. sedula и распределение отдельных химических элементов в клетках архей, полученное при помощи темнопольной электронной сканирующей микроскопии / © Milojevic, Kolbl, Ferriere, Scientific Reports, 2019.

Химический и микроскопический анализ остатков микроскопического «банкета» предоставил исследователям потенциальную биологическую сигнатуру. В будущем ее можно применять, чтобы проверить, заглядывал ли на перекус конкретным космическим объектом какой-то хемолитотроф. «Наши исследования подтверждают способность M. sedula выполнять биотрансформацию метеоритных минералов, обнаруживать микробные отпечатки пальцев, оставленные на материале метеорита, и обеспечивать следующий шаг к пониманию биогеохимии метеоритов», — говорит Милоевич.

Человек тратит массу сил на поиск возможных пришельцев, которые способны покорять межзвездное пространство, с помощью высоких технологий. Возможно, все прозаичнее. Некоторые, простые и древние, виды почти наверняка могут пережить крайности межпланетного вакуума, а попадая в хоть сколько-нибудь спокойную среду, сразу могут приготовить себе завтрак из того, что есть прямо на их «летательном аппарате». Более того, уже сейчас такие крохотные выживальщики с большой вероятностью катаются на аппаратах и космическом мусоре, начиная свой путь с Земли. Вероятно, мы не найдем братьев по разуму, пилотирующих межзвездные корабли, но вполне можем обнаружить крошечных автостопщиков.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
2 часа назад
11 минут
Василий Парфенов

В Сети набирают популярность сразу две петиции с требованием сделать первый пилотируемый суборбитальный полет New Shepard дорогой «в один конец». Все дело в том, что одно из мест в капсуле займет глава Blue Origin и основатель Amazon Джефф Безос. Очевидно, это лишнее подтверждение тому, что титул одного из богатейших людей на планете сопровождается армией ненавистников.

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

11 часов назад
9 минут
Мария Азарова

Тем временем жители России с трудом заставляют себя пройти вакцинацию хотя бы впервые, сильно отставая от населения других развитых стран.

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

19 июня
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

Вчера, 07:35
9 минут
Мария Азарова

Китайские ученые воспроизвели модель мужской беременности млекопитающих на лабораторных крысах: результаты оказались успешными лишь отчасти, но все равно показали, что в таких случаях эмбрионы могут развиваться нормально. Мировое сообщество восприняло эксперимент с ужасом.

24 мая
23 минуты
Ольга Иванова

«Сексуальную революцию совершили задние сиденья автомобилей», – заявил в свое время американский общественный деятель Джерри Рубин. И ошибся. Раскрепощение нравов происходило задолго до появления машин, причем много раз. Оно напоминает движение маятника. Как и почему вершились «секшал революшнс» и стоим ли мы на пороге нового витка сексуальности или же нас ждет ужесточение морали? Об этом – в нашем материале.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

19 июня
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: