Архея Haloferax volcanii, відома своєю любов’ю до солі, змогла рости протягом 160 днів у лабораторному експерименті з імітацією підповерхневого марсіанського розсолу. Про це повідомляє команда дослідників у журналі Applied and Environmental Microbiology, на який посилається Sci.News. Автори наголошують, що результат не означає наявність життя на Марсі, але розширює уявлення про те, в яких умовах мікроби потенційно можуть виживати.
Чому поверхня Марса вважається ворожою для життя
Сучасна поверхня Марса переважно оцінюється як непридатна для відомих форм життя. Це пов’язано з дуже низьким атмосферним тиском, інтенсивним випромінюванням, глобальною посухою та окиснювальною хімією, яка посилюється з пізнього Ноахійського періоду.
Втім, за словами Адама Робінсона (Adam Robinson) з Університету Флориди та його колег, неглибокі підповерхневі області, де мінералогія свідчить про рух підземних вод, можуть містити локальні надсолоні середовища. Там вода здатна залишатися в рідкому стані й потенційно підтримувати мікробний метаболізм.
Як відтворили марсіаноподібні умови
Об’єктом дослідження стала Haloferax volcanii — модельний галофільний (солюбільний) архей, екстремофіл, здатний витримувати суворі умови на Землі. Культури помістили у вакуумну камеру з тиском 24 мілібари, що становить приблизно 2% від тиску на рівні моря на Землі. Атмосферу зробили вуглекислотною й очищеною від кисню, а температуру підтримували на рівні 21 °C.
Мікроорганізми вирощували в надзвичайно солоному рідкому середовищі, яке містило або нітрат, або перхлорат — сполуки, виявлені на Марсі. Ці речовини археї можуть використовувати замість кисню для дихання. На думку дослідників, такий тиск може виникати всередині замкнених рідинних кишень у сольових мінералах на глибині близько 20 см під поверхнею Марса.
Робінсон підкреслив, що саме таке середовище поки що не спостерігали на Марсі безпосередньо, але воно теоретично можливе.
Що показали вимірювання росту мікробів
Ріст з’явився в кожному варіанті з низьким тиском, де в середовищі були нітрат або перхлорат. Це фіксували за збільшенням оптичної густини — показника «заламутнення» культури, який свідчить про зростання кількості клітин.
Додатково команда вимірювала зміну концентрацій нітрату та перхлорату. У марсіаноподібних культурах їхній вміст знижувався, тоді як у контрольних зразках без клітин — ні. Це вказує, що археї активно метаболізували ці сполуки. У середовищах із тиском 24 мілібари вміст нітрату зменшився приблизно на 15–29%, а перхлорату — на 16–29%.
Втрата рідини в усіх варіантах досліду за 160 днів залишалася нижче 4%. Це важливо, оскільки за таких низьких тисків вода зазвичай швидко випаровується, що ускладнює довготривалі експерименти.
Мікроструктури, біоплівки та пігменти
Сканувальна електронна мікроскопія показала, що в активно зростаючих низькотискових культурах формувалися щільні структури, схожі на біоплівки. Їх не виявили ані в контролях при земному тиску, ані в низькотискових зразках, де ріст не спостерігався.
На зображеннях під збільшенням 12 000× було видно переважно сферичні клітини, розташовані зовні, безпосередньо під та всередині розгалуженої матриці біоплівки. Також спостерігали тонкі ниткоподібні відростки й контакти між сусідніми клітинами.
Хімічні «підписи» каротиноїдних пігментів, які можна виявляти методом раман-спектроскопії та які розглядають як можливі біосигнатури, також залишалися помітними. Однак вони були слабшими, ніж у контролях, де мікроорганізми отримували кисень.
Обмеження експерименту і значення для пошуку життя
Попри успішний ріст архей, дослідники наголошують на низці обмежень. Рівень зростання при 24 мілібари був суттєво нижчим, ніж в ідентичних культурах за земного тиску. Експеримент не враховував марсіанські цикли замерзання й відтавання, радіаційне опромінення та повний набір хімічних факторів поверхні планети.
До того ж поживне середовище було багатим на органіку й не відображає реалістичну картину того, які органічні речовини можуть бути доступні на Марсі. Культури оцінювали лише на початку та в кінці 160-денного періоду, оскільки відкриття камери для проміжних вимірювань призвело б до потрапляння кисню й порушення умов досліду.
На думку Робінсона та його колег, результат додає аргументів до зростаючого масиву даних, які вказують: можливість сучасного мікробного життя на Марсі варто серйозно розглядати, принаймні в теоретично можливих підповерхневих розсольних нішах. Водночас це лише лабораторна модель, і її не можна сприймати як прямий доказ існування марсіанських організмів.