10 Розглядаючи геотермальні озера, як вплив високих температур і мінералізації води на мікроорганізми

10 Розглядаючи геотермальні озера, як вплив високих температур і мінералізації води на мікроорганізми може надати ключ до розуміння екстромофілів у космічних умовах?

Маленькими «помічниками» в освоєнні інших планет і супутників можуть стати земні екстремофільні мікроорганізми (археї, бактерії, мікроскопічні гриби, водорості, протозоа).

Ці живі організми здатні існувати в найекстремальніших умовах нашої планети — від спекотних сухих пустель Африки, Азії, Америки до холодних арктичних пустель Арктики й Антарктиди.

Навіть такі, здавалося б, непридатні до життя екологічні ніші, як гейзери, «чорні курці» (гейзери в місцях розлому тектонічних плит на океанському дні), радонові джерела, солончаки є досить комфортними для життя екстремофілів. Діапазон життєздатності цих істот надзвичайно широкий і справді вражає.

Бурхливий розвиток досліджень екстремофілів розпочався після відкриття Томасом Броком (Thomas Brock) у 1969 році палички Thermus aquaticus, виділеної з киплячого гейзера Єллоустонського національного парку. Оптимальною температурою для її росту є +79°С.

Серед екстремофілів найчастіше розрізняють «любителів гострих відчуттів», а саме:→ психрофілів (холодолюбів) і → термофілів (теплолюбів), → ацидофілів (стійких до кислого середовища) й→ алкалофілів (обожнюють лужне середовище), → ксерофілів (стійких до посухи), → галофілів (витримують високу солоність), → барофілів (мешканців середовища з високим тиском) і → осмофілів (живуть при високих значеннях осмотичного тиску), → радіорезистентних (витримують іонізуюче й УФ-випромінювання) та → металорезистентних організмів (стійких до важких металів і їхніх солей), → інші «екстремалів», що опираються дії широкого спектру токсичних речовин.. 

Дуже часто такі живі істоти поєднують у собі стійкість до кількох різних екстремальних чинників, тобто є поліекстремофілами, та володіють унікальними біохімічними механізмами захисту

Середовища існування поліекстремофілів, які процвітають в умовах кількох крайностей, є чудовими моделями для потенційного позаземного середовища. Яскравими представниками таких поліекстремофілів є сірко-окислюючі бактерії, що мешкають у кислому гідротермальному жерлі під високим тиском у басейні Гуаймас (Каліфорнійська затока), психрофільні галотолерантні (солестійкі) бактерії вічної мерзлоти Сибіру та барофіли — мешканці скутих кригою озер Арктики й Антарктиди.

Штучно спроєктовані організми, ймовірно, допоможуть у добуванні корисних копалин, зондуванні навколишнього середовища, виробництві харчових продуктів, палива та будівельних матеріалів.

Штучно спроєктовані організми, ймовірно, допоможуть у добуванні корисних копалин, зондуванні навколишнього середовища, виробництві харчових продуктів, палива та будівельних матеріалів.

2020 року в журналі Nature Communications була опублікована стаття, в якій науковці експериментально показують потенціал бактерій у добуванні корисних копалин в умовах гравітації, близької до марсіанської. Їхній «апетит» до різноманітних порід земної поверхні відомий давно й успішно використовується людством у біовидобуванні різних речовин, зокрема коштовних металів.

Здатність мікроорганізмів «ласувати» певними мінералами використовують в очищенні забруднених ґрунтів і вод (так звана біоремедіація). Всі ці «таланти» можуть бути використані у космічних місіях.

Окрім видобутку корисних копалин, маленьких помічників можна залучити до формування ґрунту на супутниках або планетах, вироблення «біокірки» для контролю пилу в замкненому просторі, виробництва біопалива з космічного реголіту тощо.

Експеримент показав ефективність взаємодії бактерій з мінералами й успішне біовидобування корисних копалин в умовах космосу, що стало ще одним кроком у досягненні мрії щодо постійної присутності людини поза межами Землі.

Можливість видобувати різні метали з порід Місяця та Марсу значно полегшить колонізацію цих космічних об’єктів, дасть змогу в майбутньому будувати колонії без додаткових зусиль на транспортування ресурсів із Землі. Ймовірно, всі ці плани-мрії незабаром стануть цілком реальними за допомогою однієї з найдревніших форм земного життя — бактерій. 

Тож не втрачаймо надії, що одного дня людство таки зуміє колонізувати інші планети та, як в оповіданнях «Марсіанські хроніки» легендарного Рея Бредбері, звичайна сімейка зможе відкрити свою сосисочну на Марсі для космічних туристів. А поки ми рухаємося вперед із новими дивовижними відкриттями та насолоджуємося неймовірною планетою Земля!

Одна з гіпотез виникнення земного життя, відома як гіпотеза панспермії (з грец. πᾶν — «весь», «усякий» та σπερμία — «насіння»), базується на можливості занесення живих істот, зокрема спор мікроорганізмів, із космосу. Природним шляхом з падінням на Землю метеоритів, астероїдів і комет ймовірне її «зараження» життям.

Докладно ця гіпотеза була обґрунтована у працях шведського фізика, хіміка й астрофізика Сванте Арреніуса (лауреат Нобелівської премії з хімії 1903 року). Шляхом розрахунків він детально описав можливість перенесення спор бактерій з планети на планету під дією тиску світла (електромагнітного випромінювання).