Согласно исследованиям ученых, древние археи способны существовать и перемещаться на космических объектах.
Археи — микроорганизмы, напоминающие бактерии, которые не содержат ядра и мембранных органелл. Ранее их включали в одну группу с бактериями, называемую прокариотами, однако современные научные данные свидетельствуют о том, что археи представляют собой самостоятельно эволюционировавшую форму жизни. Они имеют схожие черты с эукариотами в отношении типов метаболических путей и процессов транскрипции генов. Их уникальная особенность — способность к питанию не только органическими соединениями, но и совершенно непригодными, для большинства живых организмов эти вещества являются привычной пищей. Несмотря на то, что эти гурманы не отказываются от традиционных источников питания, таких как органические соединения, они могут употреблять в пищу, например, аммиак.
Международная группа ученых решила выяснить, способны ли были микроорганизмы на ранних этапах развития Земли получать энергию из неорганических соединений, когда органическая пища отсутствовала, и могли ли они выживать на метеоритах, прибывших из космоса. Метеориты, в частности, доставляли на нашу планету сложные соединения и экзотические вещества, например фосфор. Первые формы жизни, возникшие на территории, обедненной органическими соединениями, должны были обладать способностью к самостоятельному поддержанию жизнедеятельности. Хемолитотроф – это живой организм, использующий минералы в качестве источника энергии.
Предыдущие исследования продемонстрировали способность некоторых бактерий к окислению железа, присутствующего в метеоритах. В статье, опубликованной в Scientific Reports, предположили, недавние исследования подтверждают, что определенные микроорганизмы способны использовать метеориты не только в качестве дополнительного источника питания, но и как основной рацион.
Для демонстрации таких уникальных вкусовых предпочтений был выбран один из участников команды термоацидофила Metallosphaera sedula. Этот архея демонстрирует устойчивость в условиях низкой кислотности среды, повышенных температур и присутствия тяжелых металлов. Ранее проведенные исследования подтвердили его способность к выживанию в марсианской почве. Кроме того, M. sedula известен особыми вкусами к неорганическим соединениям. Например, он может удалять из угля пирит — сульфид железа, также известный как «золото дураков».
Чтобы определить, отдаст ли микроорганизм предпочтение метеоритам, колониям архей предоставили образец, имитирующий свойства обычных земных каменистых метеоритов. Северо-Западная Африка 1172 (NWA 1172), кусок минерала весом 120 килограммов, был найден еще в 2000 году. Считалось, что этот образец должен быть привлекателен для микроорганизма благодаря своему сочетанию металлов и пористой структуре, обеспечивающей достаточное пространство для питания и размножения. «NWA 1172 представляет собой материал, богатый металлами, который может содержать больше микроэлементов, способствующих метаболической активности и росту микроорганизмов», — отмечает астробиолог Татьяна Милоевич из Венского университета.
Культуру архей заселили на стерильный образец метеорита. В качестве сравнения микроорганизмам также предоставили измельченный метеорит и еще один минеральный субстрат: измельченные образцы медно-железо-серного минерала халькопирита. Затем активность M. sedula изучали с помощью микроскопии и анализа высвобожденных ионов металлов, выделяемых микроорганизмами.
В зависимости от вида «диеты», ученые выявили значительные различия в скорости роста колоний, причем максимальное количество архей на метеорите наблюдалось раньше, чем на халькопирите. Микроскопическое исследование показало, что микроорганизм обладает уникальными адаптациями, позволяющими ему эффективно использовать метеорит в качестве источника питания. Исследователи зафиксировали наличие крошечных пузырьков, окружающих архей, которые, вероятно, участвуют в катализе реакций. Механизмы этих процессов нуждаются в дальнейшем изучении. Не исключено, что они уменьшают токсичность потребляемой пищи. Авторы подчеркивают, что, судя по всем признакам, внеземная «диета» была предпочтительнее для этих существ по сравнению с земными минеральными смесями.
Химический и микроскопический анализ остатков микроскопических отложений позволил исследователям выявить потенциальную биологическую сигнатуру. В дальнейшем ее можно будет использовать для проверки, потреблял ли конкретный космический объект пищу, произведенную хемолитотрофами. «Наши исследования подтверждают способность M. sedula выполнять биотрансформацию метеоритных минералов, обнаруживать микробные отпечатки пальцев, оставленные на материале метеорита, и обеспечивать следующий шаг к пониманию биогеохимии метеоритов», — говорит Милоевич.
Люди вкладывают значительные усилия в поиски внеземных цивилизаций, обладающих технологиями для путешествий между звездами. Однако, возможно, объяснение более простое. Некоторые, простые и древние формы жизни, вероятно, способны выдержать суровые условия межпланетного пространства, и при попадании в относительно стабильную среду, сразу могут приготовить себе завтрак из того, что есть прямо на их «летательном аппарате». Более того, уже сейчас такие крохотные выживальщики с большой вероятностью катаются на аппаратах и космическом мусоре, начиная свой путь с Земли. Вероятно, мы не найдем братьев по разуму, пилотирующих межзвездные корабли, но вполне можем обнаружить крошечных автостопщиков.