Высоко высоко в горах (но не в нашем районе)
Высоко в горах, в величественной системе Анды, находящейся в Чили, неумолимое ультрафиолетовое (УФ) излучение пронизывает бедные питательными веществами воды Лагуна Негра и Ло Энкасадо. Это два озера, питаемые быстро таящими ледниками. В этой враждебной и удаленной от людей среде исследователи отрабатывают технологию обнаружения присутствии жизни, чтобы понять, сможем ли мы использовать ее на других планетах.
Понимание параметров биохимии озер поможет ученым выявлять биомаркеры в древних озерах как на Земле, так и на других планетах. Хотя сами организмы, ранее существовавшие здесь, давно мертвы, их следы и история их смерти закодированы в биомолекулах. Которые остались в осадочных отложениях этих озер.
Значение результатов анализа этих биомолекул выходят далеко за пределы этих озер. Они могут помочь ученым воссоздать эволюционную историю внеземной жизни. Выводы ученых о проделанной работе были описаны в недавней статье.
«Как только микробы умирают, различные физико-химические факторы, такие как влажность, температура, кислород или присутствие металлов, влияют на деградацию или химическое изменение их структур и молекулярных компонентов», – заявляет ведущий автор исследования Виктор Парро, сотрудник Центра астробиологии, находящейся в Мадриде, Испания.
По его словам, определенные биомаркеры характерны для определенных групп микробов. И даже для отдельных видов метаболизма.
«Анализ этой информации позволяет сделать вывод о том, какой была среда, в которой они развивались».
Кратерные озера
Обнаруженные в Андах кратерные озера могут дать нам информацию о палеоклимате гор. И их быстро тающих ледниках. Эти знания могли бы помочь ученым прояснить геохимические и атмосферные истории других миров. Таких как Марс и некоторые спутники Сатурна.
«Высокогорные озера в горах Анд интересны астробиологам. Потому что они подвергаются воздействию высоких уровней ультрафиолетового излучения», – говорит Льюис Дартнелл, астробиолог из Вестминстерского университета в Лондоне, который не участвовал в исследовании. «Понимание того, как микробная жизнь в озере справляется с высокими уровнями ультрафиолетового излучения, важна для поиска жизни за пределами Земли. Например – на Марсе, где, как считается, когда-то были кратерные озера и очень высокие уровни УФ».
Исследователи использовали чип детектора жизни (LDChip) для охоты за фрагментами жизни. LDChip – это биосенсор. Он может обнаружить присутствие живых организмов. Живущих или существовавших когда-то. Используя лишь фрагменты белков и других биомолекул.
«LDChip не нуждается в присутствии живых организмов. Ему просто нужен биологический материал. Будь он живой или мертвый, недавно живущий или древний, свободный или являющийся частью крупных полимеров. Или даже органо-минеральных частиц (которые являются побочными продуктами жизнедеятельности)», – говорит Парро. Прибору требуется от четырех до десяти аминокислот, чтобы идентифицировать белок или семейство белков, из которых произошли эти аминокислоты.
Исследователи могут использовать подобные экстремальные среды как аналоги отдаленных и суровых мест на других планетах. Это позволит им проверять свои теории и технологии на Земле. Астробиологи часто рассматривают Лагуну Негру как некое подобие озер Титана.
Понимание свойств воды, ледников и льда
«Лед и ледники были и являются обычными явлениями на других планетарных телах, таких как Марс. И они должны сыграть решающую роль в гидрогеологии этих планет, формировании и поведении древних озер. А также в развитии и эволюции потенциальной марсианской микробиологии», – говорит Парро.
Биомаркеры. Доказательства жизни
Дон Коуэн, профессор микробной экологии из Университета Претории, находящегося в Южной Африке, говорит, что присутствие биомаркеров в озерах неудивительно. И «это именно то, что можно было бы найти в осадочных отложениях ледниковых озер».
На вопрос о том, являются ли обнаруженные молекулы действительно важными биомаркерами, он говорит, что «все полученные данные имеют важное значение. В том плане, что обнаружение любого из таких биомаркеров в «астробиологическом» образце, например, родом с Марса, может быть окончательным доказательством существования там жизни».
Библиотека биомаркеров – следующий шаг в исследованиях Парро. «Нам нужны дальнейшие исследования и понимание того, какие биомаркеры можно найти в разных планетарных средах», – говорит он. Работа включает в себя определение наиболее универсальных из них. Выявление того, как они сохраняются. И как реагируют на радиацию и другие условия окружающей среды. А затем использование этой информации, чтобы оттачивать свои тесты на присутствие жизни.
Конечная цель ученых заключается в том, чтобы увидеть работу инструмента SOLID с его LDChip в ходе межпланетных миссий. Где они будут использоваться или для проверки наличия биомаркеров, или для помощи астронавтам. В обнаружении биологических опасностей. До тех пор исследователи планируют использовать его в максимальном количестве земных сред для калибровок и отработки технологии применения.