Ідея про те, що життя може поширюватися між планетами разом із космічними уламками, давно обговорюється в науці. Тепер новий експеримент показав: деякі земні мікроорганізми справді здатні пережити умови, схожі на удар астероїда. Це означає, що життя потенційно може «мандрувати» космосом, випадково перелітаючи з однієї планети на іншу.
Об’єктом дослідження стала бактерія Deinococcus radiodurans, яку часто називають «Конаном серед бактерій». Вона відома своєю неймовірною витривалістю: цей мікроорганізм здатний переживати сильне випромінювання, вакуум космосу, екстремальні температури, високу кислотність, зневоднення та інші умови, які знищили б більшість живих організмів.
Команда дослідників з Університету Джонса Гопкінса вирішила перевірити, чи зможе ця бактерія витримати удар, подібний до того, який відбувається під час падіння астероїда на поверхню планети, наприклад Марса. У лабораторії вчені відтворили екстремальний тиск, який виникає під час такого зіткнення.
Для експерименту бактерії помістили між двома сталевими пластинами, після чого третя пластина з великою швидкістю вдарила по них, створюючи гігантський тиск. Умови експерименту імітували удар астероїда, який може породжувати тиск до кількох гігапаскалів — у десятки тисяч разів більший за атмосферний тиск на Землі.
Результат здивував навіть самих дослідників. Бактерії почали демонструвати ознаки пошкодження лише при тиску близько 2,4 гігапаскаля, а приблизно 60% мікроорганізмів усе ж вижили. Це означає, що частина бактерій теоретично могла б пережити удар астероїда, бути викинутою в космос разом із уламками породи та вирушити в міжпланетну подорож.
Секрет витривалості Deinococcus radiodurans криється в її біологічних механізмах. Більшість мікроорганізмів під дією сильного тиску швидко руйнуються: пошкоджуються клітинні мембрани, руйнуються білки та порушується синтез ДНК. Але ця бактерія має потужну систему антиоксидантного захисту, яка оберігає її білки від пошкодження та дозволяє швидко відновлювати ДНК навіть після серйозних ушкоджень.
Ще одна важлива особливість — структура клітинної мембрани. Вона не просто товстіша, ніж у багатьох інших мікробів, а має особливу кристалічну організацію білків, що допомагає їй витримувати екстремальні навантаження. Лише при дуже різкому знятті тиску мембрани починали руйнуватися.
Отримані результати підтримують так звану гіпотезу літопанспермії — ідею про те, що життя може поширюватися між небесними тілами разом із уламками породи, які вилітають у космос під час потужних ударів астероїдів.
Комп’ютерні моделі показують, що в минулому матеріал із Землі та Марса міг обмінюватися між планетами Сонячної системи. Найімовірніше, це відбувалося під час періоду інтенсивних зіткнень у ранній історії Сонячної системи, відомого як пізнє важке бомбардування, коли астероїди масово падали на планети та їхні супутники.
У той час деякі крижані супутники, наприклад Європа — місяць Юпітера, могли мати під поверхнею великі океани рідкої води. Теоретично уламки з мікроорганізмами могли проникати в ці океани і створювати там умови для розвитку життя.
Тому, якщо в майбутньому на інших небесних тілах буде знайдено життя, вченим доведеться з’ясувати важливе питання: чи виникло воно незалежно, чи має спільне походження з життям на Землі. Нові результати показують, що космічні «подорожі» мікробів можуть бути набагато реальнішими, ніж вважалося раніше.