Обнаружены микроорганизмы, способные существовать на метеоритах

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.

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.

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.