Chroococcidiopsis — микроб, который пережил радиацию космоса и может заселить Марс
В мире астробиологии, где ученые ищут признаки жизни за пределами Земли, особое место занимают организмы, способные выживать в самых невероятных условиях. Они будто бы созданы для того, чтобы испытывать границы самой жизни — экстремофилы. Среди них есть настоящий чемпион по выносливости, звезда научных экспериментов и, возможно, будущий помощник человечества в освоении других планет. Это — цианобактерия с труднопроизносимым названием Chroococcidiopsis, скромный, но невероятно стойкий микроб, который, несмотря на свое громоздкое имя, может оказаться ключом к жизни в космосе.
Обитая в самых суровых уголках Земли — от пустынь Азии и Северной Америки до ледяных пустынь Антарктиды — Chroococcidiopsis давно привлекает внимание ученых. Его уникальная способность переживать экстремальные температуры, радиацию, полное отсутствие воды и токсичные химические соединения делает его идеальной моделью для изучения потенциальной жизни на других планетах. В недавней работе Даниэллы Билли из Римского университета, опубликованной в Acta Astronautica, подробно рассматривается, как эта бактерия одновременно служит и объектом исследований, и инструментом, способным создавать условия для существования других форм жизни.
Одним из самых впечатляющих испытаний стал эксперимент BIOMEX, проводившийся на Международной космической станции (МКС) в рамках проекта EXPOSE. В течение полутора лет образцы Chroococcidiopsis подвергались прямому воздействию открытого космоса — вакууму, резким перепадам температур и жесткому ультрафиолетовому излучению. УФ-лучи оказались главным врагом, уничтожающим клетки, но даже минимальная защита — например, тонкий слой искусственного реголита — резко повышала шансы на выживание. В параллельном эксперименте BOSS бактерии образовывали биопленки, где верхние слои жертвовали собой, создавая защитный барьер для нижних. Это природное «солдатское самоотвержение» демонстрирует, насколько эффективно микроорганизмы могут адаптироваться к смертельной среде.
После возвращения на Землю и регидратации клетки, казалось бы, обреченные, начали восстанавливаться. Их механизмы репарации ДНК оказались настолько мощными, что они не только починили повреждения, нанесенные космической радиацией, но и дали потомство без признаков повышенной мутации. Это означает, что Chroococcidiopsis может не просто выживать в космосе, но и сохранять генетическую стабильность — качество, крайне важное для будущих биологических миссий.
На Земле бактерию подвергали еще более экстремальным испытаниям. В одном из экспериментов она выдержала дозу гамма-излучения в 24 килогрея — в 2400 раз больше смертельной для человека. Даже после гибели при еще более высоких дозах ученые смогли обнаружить устойчивые биомаркеры, такие как каротиноиды, что открывает путь к поиску следов вымершей жизни на Марсе и других планетах.
Способность Chroococcidiopsis впадать в состояние стекловидной стабилизации при температурах до -80 °C делает ее перспективным кандидатом для изучения спутников с океанами подо льдом — таких как Европа и Энцелад. А в лабораторных условиях она показала, что может расти на симуляторах лунного и марсианского грунта, производя кислород через фотосинтез. При этом она не только переносит высокие концентрации перхлоратов — токсичных солей, обильно присутствующих на Марсе, — но и активирует гены, защищающие ДНК от их разрушительного действия.
Впереди у Chroococcidiopsis новые миссии. Проект CyanoTechRider изучит, как микрогравитация влияет на ее способность к восстановлению ДНК, а BIOSIGN проверит, сможет ли она использовать дальний инфракрасный свет для фотосинтеза — способность, чрезвычайно редкую среди известных фотосинтезирующих организмов. Этот навык особенно важен для поиска жизни вокруг красных карликов — самых распространенных звезд в галактике, излучающих преимущественно в инфракрасном диапазоне.
С каждым новым экспериментом Chroococcidiopsis укрепляет свой статус не просто как объекта изучения, а как потенциального «инженера жизни» в экстремальных условиях. Возможно, именно такие микроорганизмы станут первыми колонистами других миров, подготавливая почву — буквально и фигурально — для будущих форм жизни.