Vai baktērijas var izdzīvot kosmosā?
Foto: NASA/Unsplash.com
Kosmoss ir bīstama un dzīvībai nepiemērota vide. Vismaz cilvēkiem un citiem dzīvniekiem. Un tomēr uz mūsu planētas ir organismi, piemēram, gauskāji (Tardigradas), kas var izdzīvot kosmosā. Šie mazie bezmugurkaulnieki, kā liecina daudzu zinātnisku pētījumu rezultāti, var izdzīvot kodolsprādzienā, krītot asteorīdam, radiācijā un skābekļa un ūdens trūkumā. Bet, kā izrādās, gauskāji nav vienīgie, kuriem ir izdevies izdzīvot ekstremālos apstākļos. Tātad nesen pētnieki atklāja, ka baktēriju paveids Deinococcus radiodurans var izdzīvot kosmosā trīs gadus. Eksperiments, kas tika veikts Starptautiskajā kosmosa stacijā (SKS), rada pretrunīgi vērtētu teoriju par dzīvo organismu pastāvēšanu kosmosā.
Deinococcus radiodurans baktērija – Blue bee/shutterstock.com
Izdzīvošana atklātā kosmosā
Mikrobiologi gadu desmitiem ir pētījuši ekstremofilus – organismus, kas iztur ekstremālus apstākļus, lai saprastu, kā uz Zemes radās dzīvība. Daži ekstremofīli vairākas dienas var dzīvot neaizsargāti kosmosā; citi var dzīvot gadiem ilgi, bet tikai iežu aizsardzībā. Šie atklājumi apstiprina teoriju, ka dzīvie organismi var migrēt starp planētām ar meteorītiem vai komētām.
Deinococcus radiodurans baktērijas var izdzīvot kosmosā vismaz trīs gadus, teikts žurnāla “Frontiers in Microbiology” publikācijā. Akihiko Jamagiši, Tokijas Farmācijas un dabas zinātņu universitātes mikrobiologs, kurš vadīja pētījumu, uzskata, ka pētījuma rezultāti arī liecina, ka mikrobi varētu migrēt starp planētām, ko neaizsargā ieži.
Pie šāda secinājuma pētnieki nonāca pēc eksperimenta pabeigšanas, kura laikā 2015. gadā ar robotizētu roku uz Starptautiskās Kosmosa stacijas margām 400 kilometru attālumā no Zemes virsmas novietoja atvērtu mikrobu kasti.
Kastē esošajām veselīgajām baktērijām nebija aizsardzības pret kosmisko ultravioleto starojumu, gamma un rentgena stariem.
Laikā no 2010. līdz 2015. gadam Jamagiši komanda veica eksperimentus, lai pētītu D. radiodurans baktētiju sugu simulētos apstākļos Starptautiskajā kosmosa stacijā. Tādējādi zinātnieki pierādīja, ka baktērijas spēs izdzīvot kosmosā un ar “SpaceX” raķetes palīdzību to palaišana kosmosā notika 2015. gada aprīlī.
Trīs baktēriju grupas ar “SpaceX” raķeti devās kosmosā: viena uz vienu gadu, otra divus gadus un vēl viena uz trim. Pēc tam, kad astronauti bija sagatavojuši baktēriju novietošanai īpašus paneļus, robotizētā roka, kas tika speciāli izstrādāta eksperimentam un vadīta no Zemes, uzstādīja šos paneļus uz Starptautiskās Kosmosa stacijas borta. Katrā panelī bija divas mazas alumīnija plāksnes ar 20 sekliem iedobumiem dažāda lieluma baktērijām. Viena plāksne bija pavērsta ar skatu uz Starptautisko kosmosa staciju, otra – uz kosmosu.
Eksperiments ar robotizēto roku
Katru gadu robotizētā roka Kibo noņēma platformu, kas saturēja paneļus un nodeva to atpakaļ Kosmosa stacijas apkalpei, lai astronauti varētu nosūtīt paraugus uz Zemi analīžu veikšanai. Pētījuma rezultāti pierādīja, ka Deinococcus sugas baktērijas spēja izdzīvot trīs gadu ilgajā eksperimentā. Deinococcus baktēriju šūnas ārējo slāņu masās nomira, bet šīs mirušās ārējās šūnas aizsargāja iekšējās šūnas no neatgriezeniskiem DNS bojājumiem. Un, tā kā šīs ārējās masas bija pietiekami lielas – lai gan plānākas par milimetru – šūnas iekšpusē spēja izdzīvot vairākus gadus.
“Tas man atgādināja tieši to stratēģiju, ko cianobaktērijas izmanto Andos,” stāsta Natālija Kabrola, astrobioloģe, kas nav saistīta ar šo konkrēto pētniecību, bet vada ārpuszemes intelekta meklēšanu SETI. Kabrola bija veikusi pētījumu, kā cianobaktērijas – viena no vecākajām dzīvības formām uz Zemes – iztur intensīvu saules starojumu. Pētījuma rezultāti parādīja, ka šo baktēriju ārējā slāņa šūnas mirst bet iekšpusē esošās šūnas izdzīvo. Pētniece norādīja, ka šie iegūtie rezultāti mums var pastāstīt daudz ko vairāk par ekstrēmofiliem, kas dzīvo uz Zemes.
- radiodurans baktērijām ir šūnu aizsargslāņi un tās ir pārsteidzoši izturīgas pret radiācijas kaitīgo ietekmi. To gēni kodē unikālas olbaltumvielas, kas atjauno DNS. Kamēr cilvēka šūnas satur aptuveni divas DNS kopijas, bet lielākā daļa baktēriju šūnu vienu, D. radiodurans satur līdz 10 DNS kopijām.
Tas, ka ir vairāk svarīgu gēnu kopijas, nozīmē to, ka šūnas var ražot vairāk olbaltumvielu kopiju, kas labo radiācijas bojāto DNS. Šis iedzimtais aizsardzības mehānisms apvienojumā ar šūnu aizsargājošajiem ārējiem slāņiem uzturēja mikrobus pie dzīvības, kaut arī radiācijas līmenis bija 200 reizes lielāks nekā uz Zemes.
Izmantojot jau pieejamos datus par to, kā katrs nākamais gads ietekmē šūnas, pētījuma komanda prognozē, ka D. radiodurans migrējošās baktēriju kolonijas varētu izdzīvot divus līdz astoņus gadus starp Zemi un Marsu – un otrādi. Pēc pētījuma autoru domām, tas liecina par to, ka mums jāapsver dzīvības izcelsme ne tikai uz Zemes, bet arī uz Marsa.
Foto: Pete Linforth/Pixabay.com
Kas ir masapanspermija?
Iepriekšējie pētījumi liecina, ka mikrobu sporas var izdzīvot iežu iekšienē – to sauc par litopanspermiju. Vienkārši sakot, litopanspermija ir panspermijas teorijas variācija, kas liek domāt, ka dzīvība uz Zemes varēja rasties no citas planētas mikrobiem.
Bet Jamagiši uzskata, ka ekstremofilu pētījumu rezultātā, kas daudzus gadus bez iežu aizsardzības var izturēt tiešu kosmiskā starojuma iedarbību, ir izveidojies jauns termins: masapanspermija.
Šis termins ir radies no latīņu valodas vārda massa, kas nozīmē masu (baktēriju šūnu masa) un to spēju izdzīvot kosmosā un migrēt no vienas planētas uz citu planētu.
Tomēr daudzi eksperti vilcinās pieņemt šo jauno jēdzienu, apgalvojot, ka pierādījumi par D. radiodurans baktēriju dzīvotspēju trīs gadu garumā ir ļoti tālu no rādītājiem, kas ir nepieciešami baktēriju koloniju nosūtīšanai uz Marsu. Kaut arī šāda baktēriju migrācija teorētiski ir iespējama, zinātnieki lēš, ka var paiet pat vairāki miljoni gadu, līdz matērija atstāj vienu planētu un piezemējas uz citas Saules sistēmā.
Tomēr pētījuma autori optimistiski vērtē nākotnes pētījumu izredzes. Patiešām, apstākļos, kādos, mūsuprāt, neviens dzīvs organisms nevar izdzīvot, baktērijām izdevās izdzīvot. Šodien Jamagaši un viņa komanda izstrādā mikroskopu, lai meklētu dzīvos organismus uz Marsa. Novēlam zinātniekiem veiksmi, un gaidīsim jaunas ziņas.
