Марс даже в телескоп выглядит зловеще. Недаром это светило считалось олицетворением войны у древних греков, а писатели-фантасты населяли его агрессивными обитателями, мечтающими покорить нашу Землю, такую комфортную и уютную. Красная планета и в самом деле кажется невыносимой для жизни. Но это не значит, что на ней вообще никто не может выжить. Некоторые земные организмы чувствовали бы себя на Марсе вполне сносно. Бактерии, например.
Погода и условия
Климат на Марсе суровый, и это еще мягко сказано. 95% атмосферы состоит там из углекислого газа. Душновато. Но это еще не все проблемы. Атмосфера не просто бедна кислородом, она еще и слишком тонка, что позволяет космическим излучениям (от ультрафиолета до гамма-частиц) яростно «бомбить» все, что находится на поверхности. Теперь о температуре, а она такая, что даже Северный полюс покажется тропиками. Марс находится на довольно большом расстоянии от Солнца, и оттого он холоден и бесплоден. Среднесуточная температура поверхности составляет около -60 по Цельсию, а зимой в полярных широтах падает до -126.
И на Земле не рай, но…
Теперь, когда обстановка более или менее ясна, пора заметить, что наша славная голубая планета тоже не всегда санаторий. И на ней есть места, которые по праву считаются экстремальными. Вечная мерзлота практически безжизненна, так же, как и сернистые озера. Но и там хоть что-то, да есть, и оно не просто выживает, а даже размножается. И вот ученым пришла в голову мысль о том, чтобы исследовать потенциал земных организмов. Смогут они выжить на Марсе, или сразу же погибнут? Этот вопрос отнюдь не праздный. Возможно, на Красную планету вскоре зачастят космические корабли. Существуют даже планы ее колонизации землянами.
Научные основы экспериментов
План научных исследований астробиологов был прост. Для земных бактерий, выдерживающих экстремальные условия на нашей планете, следовало создать условия, близкие к марсианским, и посмотреть, как они это перенесут. Ученые составили список самых стойких из них, назвав его реестром «конан-бактерий». Испытания предстояли суровые. Микроорганизмы облучались, их нещадно морозили, помещали в вакуум, выставляли на яркое солнце, а некоторым из них даже посчастливилось побывать на Международной космической станции, где с ними производили дополнительные серии опытов. И кое-что начало проясняться. Оказалось, что некоторые микробы вполне могут прижиться на Марсе. Более того, они в чем-то могут оказаться полезными будущим колонизаторам этой планеты. Какие же из них оказались самым выносливыми?
Deinococcus radiodurans и Halobacteriaceae
Самой радиационно-стойкой оказалась Deinococcus radiodurans. Почти неубиваемый микроб может пережить в тысячи раз большие дозы ионизирующего излучения, чем те, которые считаются смертельными для человека. Но это еще не все его достоинства. Ученые охлаждали D. radiodurans до -79C, то есть температуры на средних широтах Марса. Затем они обстреляли клетки гамма-лучами, чтобы смоделировать условия под слоем в 30 см грунта в течение длительных периодов времени. Существа оказались очень выносливыми. Исследователи подсчитали, что потребуется 1,2 миллиона лет на Красной планете, чтобы уменьшить популяцию колонии бактерий в миллионной раз.
Следующий претендент для жизни на Марсе – семейство Halobacteriaceae (галобактерии). Эти микробы являются примерами древних бактерий, называемых археями, вероятно, самых старых форм земной жизни. Впервые они появились на первобытной планете 3,5-3,8 млрд. лет тому назад. Halobacteriaceae теоретически может выжить в соленой среде, характерной для Марса. Эти микроорганизмы обитают даже в Мертвом море.
Два члена семейства (Halococcus dombrowskii и Halobacterium зр. СРН-1) доказали жизнеспособность в условиях чудовищного марсианского давления, шестикратно превышающего земное при всех прочих известных условиях.
Метаногены
Можно долго перечислять все испытания, которым подвергли ученые свои подопытные образцы. Сделанные выводы просто потрясают, из них следует, что на Земле живут организмы, способные сохранять жизнеспособность в течение миллионов лет, несмотря на глубокую заморозку и высокие уровни радиации. Идеальными кандидатами для жизни на Марсе исследователи считают метаногены, которым не нужен свет, кислород, питательные или органические вещества для того, чтобы выжить. Они не дышат кислородом, используя водород и диоксид углерода в качестве источника энергии. А еще они вырабатывают метан, отсюда и название. Метаногены широко распространены в природе и часто пребывают в экстремальных условиях. Они обнаружены в горячих источниках, соленых водоемах, кислых и щелочных озерах и даже в морозных почвах Сибири.
Команда ученых во главе с Дирком Вагнером из Потсдамского научно-исследовательского центра нашла еще более стойкие метаногены Methanosarcina soligelidi, живущие в вечной мерзлоте острова Самойлова в Сибири. Они называют микроб «супергероем», способным выжить практически в любых условиях. Среднесуточная температура на острове Самойлова составляет -14.7C, хотя она может понижаться до -48C. Остров очень сухой, на нем выпадает только 190 мм осадков в год, а почвы промерзли навсегда.
Как микробы защищаются от радиации?
Некоторые из солеустойчивых микроорганизмов просто прячутся от ультрафиолетового солнечного излучения. Клетки Halococcus morrhuae образуют слой за слоем из микробов, защищая внутреннее пространство и жертвуя внешними организмами.
Однако эта стратегия работает только для ультрафиолета и бессильно против гамма-излучения, способного проникать глубже.
Существует и другой подход. Радиация вызывает высвобождение активных форм кислорода (АФК), повреждая клеточные компоненты, такие как белки и ДНК. Для борьбы с этой проблемой солестойкие археи обладают фиолетовым пигментом бактериородопсином, защищающим клетки. Эти бактерии обладают поистине нечеловеческой способностью к регенерации.
Как бы там ни было, а на земле есть организмы, способные выжить на Марсе. Значит, и люди смогут…
