Внеземную жизнь возможно опознать по ее микродвижениям

Исследователи из Германии разработали новый метод, который заставляет двигаться некоторые самые маленькие формы жизни на Земле. Это поможет зарегистрировать формы жизни на других планетах и спутниках Солнечной системы.


Марс. Как здесь найти жизнь? NASA

Поиск жизни в космосе — одна из великих задач человечества.

Один из подходов заключается в поиске подвижных микроорганизмов, которые могут самостоятельно передвигаться — способность, которая является надежным признаком жизни. Если движение вызывается химическими соединениями и организм движется в ответ, этот процесс называется хемотаксисом.

Исследователи из Германии разработали новый метод, который заставляет двигаться некоторые самые маленькие формы жизни на Земле. Работа опубликована в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences.

«Мы протестировали три вида микробов — две бактерии и один вид архей — и обнаружили, что все они двигались в направлении химического вещества под названием L-серин», — рассказал Макс Рикелес, исследователь из Берлинского технического университета. — «Это движение, известное как хемотаксис, может быть сильным индикатором жизни и может служить руководством для будущих космических миссий, ищущих живые организмы на Марсе или других планетах».

Экстремальная жизнь

Бактерия Bacillus subtilis из Мертвого моря.
Википедия

Виды, включенные в исследование, были выбраны благодаря их способности выживать в экстремальных условиях. Очень подвижная бактерия Bacillus subtilis в споровой форме способна выживать в экстремальных условиях и выдерживать температуру до 100°C. Pseudoalteromonas haloplanktis выделенная из антарктических вод, способна развиваться в очень холодной среде, при температуре -2,5°.

Архея Haloferax volcanii (H. volcanii) относится к группе, схожей с бактериями, но генетически отличается от них. Ее естественная среда обитания — Мертвое море в Израиле и другие сильносоленые среды, поэтому она тоже хорошо приспособлен к экстремальным условиям.

«Бактерии и археи — самые древние формы жизни на Земле, но они двигаются по-разному и развивают системы передвижения независимо друг от друга», — объясняет Рикелес. — «Протестировав обе группы, мы сможем сделать методы обнаружения жизни более надежными для космических миссий».

L-серин — аминокислота, которую исследователи использовали, чтобы заставить эти виды двигаться, запускает хемотаксис у широкого спектра живых организмов. Считается, что эта аминокислота может быть и на Марсе. Если жизнь на Марсе имеет схожую биохимию с жизнью на Земле, то вполне вероятно, что L-серин может привлечь потенциальных марсианских микробов.

Движение микробов

Нормальная морфология клеток и биопленки Haloferax volcanii. (A) Здоровые клетки и биопленка при увеличении 2 500 (масштабная линейка 20 мм). (B) Плеоморфная морфология клеток Haloferax volcanii при 30 000-кратном увеличении (масштабная линейка 2 мм). Можно наблюдать как характерную чашеобразную (p), так и палочковидную ® морфологию клеток.https://www.researchgate.net/figure/Normal-morphology-of-Hal...

Результаты показали, что L-серин притягивает к себе все три вида. «Использование H. volcanii расширяет круг потенциальных форм жизни, которые можно обнаружить с помощью методик, основанных на хемотаксисе», — пояснил Рикелес. — «Поскольку H. volcanii процветает в экстремально соленой среде, эта архея может стать хорошей моделью для тех видов жизни, которые мы можем найти на Марсе».

Исследователи использовали подход, который может сыграть решающую роль в возможности использования этого метода в будущих космических полетах. Вместо сложного оборудования они использовали стекло пересеченное тонкой мембраной. В одну из них помещаются микробы, а в другую добавляется химическое вещество L-серин.

«Если микробы живые и способны двигаться, они скользят к L-серину через мембрану», — объясняет Рикелес. — «Этот метод прост, доступен и не требует мощных компьютеров для анализа результатов».

Однако, по словам исследователей, для того чтобы этот метод мог работать в космической миссии, необходимо внести некоторые изменения в процесс. Среди них — более компактное и надежное оборудование, способное выдержать суровые условия космических полетов, и система, которая могла бы работать автоматически, без вмешательства человека.

Когда эти трудности будут преодолены, микробное движение поможет обнаружить микробы, которые могут существовать, например, в океане луны Юпитера — Европы.

«Этот подход может сделать обнаружение жизни более дешевым и быстрым, помогая будущим миссиям достичь большего при меньших ресурсах», — заключил Рикелес. — «Это может стать простым способом поиска жизни в будущих миссиях на Марс и полезным дополнением для методов прямого наблюдения».
Читать далее →