Жизнь по соседству с Землёй. Часть вторая

Бактерия Deinococcus Radiodurans была обнаружена ещё в середине прошлого века. Это самый устойчивый к радиации микроорганизм на Земле. Настолько устойчивый, что учёные усомнились в его земном происхождении.

В предыдущей статье мы упомянули о так называемых "экстремофилах" — микроорганизмах, не только способных выживать в экстремальных условиях, но и пребывающих в них постоянно.

В 1956 году некий Артур Андерсон (Arthur W.

 

 

Anderson), сотрудник Орегонской сельскохозяйственной опытной станции (Agricultural Experiment Station) обнаружил странную бактерию, которой дали название Deinococcus radiodurans. Второе слово в её названии означает "устойчивая к излучению". И поныне считается, что это самый жизнестойкий микроорганизм на нашей планете.

Помимо того, что ей, грубо говоря, плевать на радиацию, она с успехом выдерживает воздействие генотоксичных химических веществ; сверхустойчива к окислению, ионизации и ультрафиолетовому излучению. Обезвоживание ей тоже нипочём.

Что касается радиации, то дейнококк с большим успехом выдерживает дозы, в несколько тысяч раз большие, чем те, что являются смертельными для человека.

Подобная устойчивость не могла выработаться у существа земного происхождения. Таково мнение сотрудников Физико-технического института имени Иоффе в Санкт-Петербурге.

Та самая Deinococcus radiodurans.

Как сообщает New Scientist, российские учёные предполагают, что дейнококк мог возникнуть на Марсе, а на Землю попасть в результате столкновения Красного "соседа" с каким-нибудь крупным небесным телом, "выщербившим" из поверхности Марса фрагменты грунта, в которых находился микроб.

Эти фрагменты затем попали на Землю в виде метеоритов. То, что на нашу планету падали метеориты марсианского происхождения, уже ни для кого не является тайной.

Deinococcus radiodurans, на самом-то деле, страдает от радиации, в принципе, точно так же, как и любой другой живой организм: высокий уровень радиации разрушает его хромосомы.

Однако дейнококк обладает странной — и совершенно уникальной для земных живых организмов — способностью собирать хромосомы обратно. Три года назад его геном был расшифрован, хотя механизм восстановления хромосом до начала 2002 года оставался загадкой.

Микробиологи из университета Луизианы взяли мутировавший штамм дейнококка, более уязвимый для радиации, и поместили в него фрагменты случайным образом разбитой цепочки ДНК нормального дейнококка.

Как выяснилось, если в мутировавшему штамму вводят ген DR0167, сопротивляемость радиации восстанавливается.

Отследив ген DR0167 у уязвимого штамма-мутанта, учёные обнаружили небольшое различие одной из базовых пар, по сравнению с геном у "здоровой" бактерии.

Ну и, наконец, проверка по всем базам данных по геномам показала, что ничего похожего на ген DR0167 на Земле больше нет.

Далее американские микробиологи попытались выяснить, какую функцию выполняет DR0167. Для этого мутант и нормальный штамм были облучены убойной дозы радиации, и "оставлены в покое" на полчаса.

По прошествии этого времени, учёные обнаружили, что у здорового штамма активизировались около двух десятков различных генов, назначение восьми из которых остаётся неизвестным. Учёные предположили, что эти неизвестные гены кодируют выработку белков, которые начинают "ремонтировать" микроорганизм, а DR0167 подаёт сигнал к действию.

Анатолий Павлов и его коллеги из института Иоффе подвергли суровым испытаниям другую бактерию-экстремофила — кишечную палочку (Escherichia coli).

Хотя обитает и размножается эта тварь в относительно "вольготных" условиях, E. Coli способна выдерживать давление, в 16 тысяч раз превышающее давление атмосферы.

Но Павлов и его сотрудники испытывали её не давлением, а облучили кишечную палочку дозой гамма-излучения, убившей 99,9% популяции.

Оставшемуся количеству дали оправиться и повторили "экзекуцию". В первый раз для того, чтобы убить большую часть бактерий, понадобилась всего лишь сотая доля смертельной для человека дозы излучения.

	Escherichia coli — ещё один экстремофил. Выдерживает давление в 16 тысяч атмосфер.

Однако уже на 44 раз гамма-лучей понадобилось в 50 раз больше, чем при первом сеансе. А для того, чтобы сделать E. Coli столь же устойчивой к радиационному воздействию, понадобились бы ещё тысячи подобных сеансов.

На Земле же, по мнению Павлова, доза, получаемая при каждом таком сеансе, могла накопиться лишь за миллионы и сотни миллионов лет.

А поскольку жизнь на Земле существует лишь около 3,8 миллиардов лет, Павлов не считает, что у кого-либо из земных организмов было время для того, чтобы выработать такую устойчивость.

Зато на Марсе, говорит Павлов, такие объёмы радиации можно было бы "схлопотать" всего лишь за несколько сотен тысяч лет.

Кроме того, как уже сообщалось, ось Марса испытывает сильнейшие колебания, результатом чего становятся циклические изменения климата.

Во время очередного "ледникового периода" бактерии впадают в состояние покоя на достаточный срок, чтобы накопилась "нужная" доза радиации. Затем, когда наступает потепление, бактерии оживают — и тотчас получают всю "причитающуюся" дозу.

С выводами Павлова согласны не все. Например, сотрудник института астробиологии NASA Дэвид Моррисон указывает на то, что геном дейнококка довольно сильно напоминает геном других земных бактерий (за исключением пресловутого гена DR0167, конечно). Однако Моррисон согласен с тем, что подобная устойчивость к радиации — явление необъяснимое...

Стоит добавить, что ещё четверть столетия назад аппараты Viking 1 и Viking 2 брали пробы марсианской почвы. Изучая полученные данные, исследователи обнаружили постоянные выделения углекислого газа, которые к тому же циклически менялись.

Марсианская ось сильно колеблется, поэтому рельеф полярной шапки Марса имеет спиральную форму.

Стало ясно, что в грунте происходят какие-то химические реакции, но выяснять что к чему не стали.

И лишь летом 2001 года одинокий глас возопил в пустыне: некий Джозеф Миллер (Joseph Miller), нейробиолог из Университета Калифорнии, заявил, что, вероятно, углекислый газ выделяли живые микроорганизмы.

Более того, Миллер заявил, что продолжительность цикла выделения газа очень напоминала продолжительность жизненного цикла живых организмов на Земле. Но то — на Земле...

И последнее. В форуме, в котором обсуждалась первая статья о жизни по соседству с Землёй, наши читатели задавали вполне справедливые вопросы: ну и что? Что изменится от того, что на Венере, или Марсе, или Европе, или ещё где-нибудь в Солнечной системе, обнаружатся "какие-то" бактерии?

Это не разумная жизнь, и на нас они никакого влияния не окажут, если только, по прибытии их на Землю, они не вырвутся на свободу и тотчас же не выяснится, что они смертельно опасны для людей. Тогда с ними придётся бороться. Бороться, бороться и бороться... Зачем нам это нужно?

И действительно, если не произойдёт какой-нибудь такой катастрофы, люди не "перестанут ходить на работу", войны за власть и деньги не прекратятся, жажда унижать или унижаться не исчезнет, кухарка не сможет управлять государством, и третий глаз во лбу у каждого дворника не откроется.

И, честно говоря, в этом есть своя сермяжная правда: все эти сообщения касаются "простых людей" лишь постольку-поскольку — это небольшая стимуляция одного из самых ценных свойств человеческого характера, увы, со временем притупляющегося, — любопытства...

Но для учёных эти сообщения имеют самую "жизненную", во многих смыслах, ценность. Если в кислотных облаках Венеры и впрямь носятся бактерии, пожирающий окись углерода, а в марсианском грунте сидят другие микробы и "выдыхают" CO₂, это будет лишним доказательством того, что вся эта ужасающая "вязанка" условий, пока что почитаемых необходимыми для зарождения и развития жизни, — не столь уж и необходима.

	Европа, спутник Юпитера. Её тоже подозревают в укрывательстве внеземной жизни, причём чуть ли ни дейнококков — они как раз розово-оранжевые.

Расстояние от звезды до планеты и соответствующие объёмы теплового и всякого другого излучения, период полного обращения по орбите вокруг Солнца, активность нашего светила, его размеры, влияния гравитационных полей других планет, стабилизирующее свойство гравитационного поля Луны, не дающего земной оси слишком сильно болтаться из стороны в сторону, химический состав земной поверхности и атмосферы...

Быть может, не все слагаемые этой суммы обязательно должны присутствовать в общей сумме, или, по крайней мере, не все должны иметь те же значения, что и на Земле.

А по мере того, как отдельные условия лишаются звания "абсолютно необходимых" для возникновения и существования жизни, в том числе и разумной — в теории, — шансы на обнаружение её за пределами Солнечной системы существенно повышаются.

Для учёных это действительно важно.

Статья получена: Membrana.ru