Новые лабораторные исследования учёных из Johns Hopkins University показывают: крошечные, но чрезвычайно устойчивые микроорганизмы способны пережить экстремальные условия, аналогичные тем, что испытывают обломки пород при выбросе с поверхности планеты в результате столкновения с астероидом. Эти результаты усиливают научную дискуссию о том, насколько реальна гипотеза, что жизнь может переходить с одной планеты на другую вместе с фрагментами горных пород — процесс, известный как литопанспермия.
О чём речь: межпланетное распространение жизни
В естественной истории Солнечной системы столкновения с астероидами — обычное явление: огромные тела ударяются о планеты, выбрасывая на большие скорости массивы породы в космическое пространство. Такие фрагменты способны перелететь с одной планеты на другую, если имеют достаточную скорость для преодоления гравитации исходной планеты и траекторию, направленную к другой. В прошлом астрономы уже находили случаи, когда фрагменты марсианской породы попали на Землю в виде метеоритов.
Однако вопрос о том, способны ли живые организмы пережить сам процесс выброса, путешествие и условия космоса, оставался открытым. Новое исследование делает важный шаг к ответу.
Эксперимент: имитация выброса из-за удара
В лаборатории исследователи специально моделировали условия, которые возникают при столкновении астероида с поверхностью планеты. Они использовали специальный газовый пистолет для создания ударной волны, имитирующей ударный выброс пород с поверхности Марса:
- Учёные поместили клетки устойчивой бактерии Deinococcus radiodurans между металлическими пластинами,
- Затем разогнали снаряд до скоростей около 480 км/ч (до ~300 миль/ч) для создания ударной волны,
- Это создавало давление от ~1 до ~3 Гигапаскалей — примерно в 10–30 раз больше давления на дне Марианской впадины, самой глубокой точке океана на Земле.
Deinococcus radiodurans — бактерия, известная своей выдающейся устойчивостью к радиации, экстремальной сухости и резким перепадам температуры. До этого её способности проверялись для выживания в условиях открытого космоса и на поверхности орбитальных станций.
Результаты: выжили ли микробы?
Результаты оказались впечатляющими:
- При давлении около 1,4 ГПа (1 400 000 атм) все бактерии пережили эксперимент, не показывая следов структурных разрушений,
- При более высоком давлении ~2,4 ГПа около 60 % клеток также остались живы,
- Некоторые клетки демонстрировали повреждения мембран, но значительная часть всё ещё сохраняла жизнеспособность.
Исследователи даже отмечали, что металлическое оборудование больше пострадало от давления, чем сами микробы.
Значение результатов для науки о происхождении жизни
Такие результаты существенно укрепляют одну из форм гипотезы панспермии — идеи о том, что жизнь может распространяться между небесными телами вместе с космическими обломками. В частности:
- Литопанспермия предполагает, что жизнеспособные микроорганизмы могут выживать в породах, выброшенных космическими ударами, перенести межпланетное путешествие и потенциально заселить другую планету.
- Новые данные показывают, что давление при выбросе (одно из главных препятствий для выживания) не является непреодолимым барьером для устойчивых бактерий.
Если такие организмы действительно существуют на планете, где когда-то появилась жизнь, сильные удары могут выбросить частицы, содержащие микробы, в космос — и они потенциально способны пересечь межпланетное пространство, сохраняя жизнеспособность.
Возможные последствия для планетарной защиты и космических миссий
Результаты исследования имеют конкретные практические последствия:
- Политика по предотвращению загрязнения других планет может потребовать пересмотра на основе признания того, что жизнь на одной планете может оказаться более устойчивой к переносу, чем считалось ранее.
- Миссии по возвращению образцов (например, с Марса или его спутников, таких как Фобос и Деймос) должны учитывать риск непреднамеренного привнесения живых организмов на Землю или на другие небесные тела, что может потребовать более жёстких мер по изоляции.
- Планетарная защита (протоколы, регулирующие контакты с потенциально обитаемыми мирами) может измениться, учитывая потенциальный естественный перенос микроорганизмов.
Ограничения эксперимента и направления дальнейших исследований
Хотя результаты впечатляют, учёные подчёркивают, что исследования находятся в начальной стадии:
- Эксперимент моделировал давление при ударе, но не полностью все воздействия, которые испытывает фрагмент в космосе (например, экстремальные температуры, радиацию и воздействие вакуума),
- Следующие шаги включают анализ того, как многократные удары и длительные космические путешествия влияют на устойчивость микробов,
- Планируется также исследовать выживание других типов организмов (например, грибов), которые могут иметь иные механизмы устойчивости.
Вывод
Новое исследование демонстрирует, что микроскопические формы жизни способны переживать экстремальные давления, сопоставимые с теми, что возникают при выбросе пород в результате удара астероида, и сохранять жизнеспособность. Это подтверждает идею, что жизнь может теоретически «переселяться» между планетами внутри космических обломков — что существенно расширяет представления о возможных путях распространения жизни в Солнечной системе и за её пределами.
Источники:
Статья создана по материалам science.org
