Ученые-астробиологи провели эксперимент, подвергнув обычные пекарские дрожжи воздействию условий, имитирующих марсианскую среду, и выяснили, что эти организмы способны адаптироваться к ним за счет специфического механизма, позволяющего быстро реагировать на неблагоприятные факторы.
В 2008 году приборы, установленные на посадочном аппарате «Феникс», окончательно зафиксировали, что марсианская почва насыщен солями хлорной кислоты — перхлоратами. Впоследствии их изобилие зафиксировали марсоходы. Судя по всему, перхлораты распространены на Марсе повсеместно и составляют большинство всех солей. Предположительно, они могли накопиться под действием ультрафиолетового излучения во время реакций с участием хлора и оксидов металлов, которых на планете много.
Эти вещества, безусловно, обладают высокой токсичностью и способны повреждать ДНК и белки. В сочетании с повышенным уровнем радиации, экстремально низкими температурами и крайне малым атмосферным давлением, они делают окружающую среду Марса совершенно непригодной для существования земных организмов.
При оценке перспектив астробиологических исследований и колонизации Марса учитывается еще один важный аспект: между Марсом и Юпитером находится Главный пояс астероидов, а атмосфера Красной планеты крайне разрежена, что позволяет метеоритам легко достигать ее поверхности. В результате на Марсе ежегодно появляются сотни новых кратеров. При каждом падении метеорита или астероида распространяется ударная волна, а это для живых клеток настоящий шок: мембраны и органеллы могут разорваться.
Недавно индийские исследователи попытались определить, какие серьезные трудности могут представлять перхлораты и ударные волны для существования жизни на Марсе. Для этого был проведен астробиологический эксперимент: ученые поместили подходящие организмы в среду, содержащую марсианскую концентрацию перхлората натрия (100 миллимолей на литр), и подвергли их воздействию ударных волн различной интенсивности, до M=5,6 (число Маха). Результаты и выводы ученые изложили в статье для издания Связь, описанная в публикациях Национальной академии наук .
Для подобных исследований чаще всего используют экстремофилов, то есть организмов, предпочитающих условия, неблагоприятные для большинства других. Однако в данном случае был выбран «экстремотолерантный» организм — тот, который предпочитает обычную среду, но при этом способен выжить даже в сложных обстоятельствах. В качестве объекта исследования выступают обыкновенные пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Благодаря их изученности и быстрому росту, результаты экспериментов с ними получаются достаточно оперативно.
Выбор оказался весьма удачным: дрожжи продемонстрировали высокую устойчивость. По словам астробиологов, для защиты от неблагоприятных условий микроорганизмы использовали особый клеточный механизм – создавали и накапливали внутри себя рибонуклеопротеиновые конденсаты, представляющие собой микроскопические гранулы, «скопления» молекул РНК и белков.
Фактически, это равносильно переходу на аварийные протоколы: в клетке прекращалось воспроизводство новых особей, а генетические указания, необходимые для создания различных компонентов, срочно сохранялись и подвергались классификации — нежизнеспособные уничтожались. Увеличение популяции дрожжей значительно замедлилось, однако они смогли сохраниться.
Занимательно, что аналогичные организмы в настоящее время перемещаются по Солнечной системе на борту аппарата BioSentinel. Его запуск состоялся в 2022 году, и вскоре он стал спутником Солнца. Для изучения воздействия радиации в межпланетном пространстве в космос были доставлены дрожжи. Возможно, живые клетки до сих пор находятся внутри этого спутника.