Новые технологии при поисках жизни на Марсе


Современные технологии

Ученые демонстрируют потенциальные возможности современных технологий. Которые могут помочь в обнаружении и уточнении характеристик гипотетической жизни на Марсе. Или на других планетах. Научная работа, опубликованная в «Frontiers in Microbiology», рассказывает об использовании высокотехнологичных научных инструментов и новейших методов микробиологии для обнаружения и исследования микроорганизмов в высоких широтах канадской Арктики. Этот район можно назвать одним из самых похожих по условиям на Марс. Позволяющие снизить задержки, связанные с доставкой образцов в лабораторию для анализа, описанные в исследовании методы могут быть использованы и на Земле, например для обнаружения и выявления патогенов во время эпидемий в отдаленных районах.

«Поиски внеземной жизни – одно из основных направлений исследования планет. Но с 70-х годов, времен миссии “Викингов” на Марс, не было использовано ни одного устройства для обнаружения жизни», – заявляет Жаклин Гоордиа, один из авторов исследования. «Мы хотели доказать, что микробная жизнь может быть обнаружена и идентифицирована с использованием очень портативных, маломощных и энергетически малозатратных инструментов».

В настоящее время большинство инструментов астробиологических миссий оценивают пригодные для жизни условия. А так же ищут органические молекулы и другие так называемые «биомаркеры». Которые вообще не могут быть сформированы без жизни. Однако они дают лишь косвенные доказательства наличия жизни. Кроме того, существующие инструменты имеют достаточно большие размеры и массу. И требуют много энергии. Это делает их малопригодными для отправки на Европу или Энцелад. Это спутники Юпитера и Сатурна. Именно они наряду с Марсом являются основными целями для поисков жизни в Солнечной системе.

Небольшие приборы могут дать большие результаты

Доктор Гордиаль вместе с профессором Лайлом Уайтом и другими учеными из Университета Макгилл, расположенного в Канаде, применили новый подход. Они использовали несколько миниатюрных инструментов для непосредственного обнаружения и анализа признаков жизни. Используя существующие недорогие маломощные технологии, команда создала модульную «платформу для обнаружения жизни». Она способна обнаруживать и извлекать микроорганизмы из образцов почвы. Оценивать микробную активность, изучать и ДНК и РНК.

Чтобы обнаружить и описать жизнь на Марсе, Европе или Энцеладе, платформа должна работать в средах с экстремальными низкими температурами. Поэтому команда проверила ее работу в удаленном районе Земли. Это полярный регион, ближайший аналог условий на перспективных для поисков жизни объектах Солнечной системы.

«Марс – очень холодная и сухая планета с ландшафтом из вечной мерзлоты. И он очень похож на тот, который мы наблюдаем в высоких широтах канадской Арктики», – говорит доктор Гордиаль, которая проводила исследование. Она является докторантом Университет Макгилл. «По этой причине мы выбрали участок, расположенный на расстоянии около 900 км от Северного полюса в качестве аналога Марса. Это было нужно для того, чтобы взять образцы и проверить наши методы».

Используя портативное миниатюрное устройство для исследования ДНК (Oxford Nanopore MiniON), исследователи продемонстрировали, что инструмент может использоваться не только для изучения образцов окружающей среды в экстремальных и отдаленных районах, но так же может быть объединен с другими методами для обнаружения активной микробной жизни в таких районах. Исследователи смогли обнаружить микроорганизмы – экстремофилы, которые ранее не были известны. А так же микробную активность. И исследовать ДНК активных микробов.

Поиск ДНК в марсианской вечной мерзлоте

«Успешное обнаружение нуклеиновых кислот в марсианских образцах вечной мерзлоты обеспечит однозначные доказательства наличие жизни на этой планете», – говорит профессор Уайт.

«Присутствие ДНК само по себе не говорит нам о состоянии организма. Он может быть бездействующим или мертвым», – добавляет Гордиаль.

«Можно использовать секвенсор ДНК совместно с другими методами на нашей платформе. И мы смогли бы сначала найти активную жизнь. А затем идентифицировать ее и проанализировать ее геномный потенциал. То есть те типы функциональных генов, которые у нее есть».

Несмотря на то, что команда доказала, что такая платформа теоретически может использоваться для обнаружения жизни на других планетах, она еще не готова к космической миссии. «Большую часть экспериментов в этом исследовании проводили люди. В то время как миссии обнаружения жизни на других планетах должны быть роботизированы», – говорит Лайл Уайт. Он преподает в Департаменте естественных наук о ресурсах в McGill.

«Секвенсор ДНК также нуждается в более высокой точности и долговечности, чтобы выдерживать длительные временные рамки, необходимые для планетарных миссий».
Тем не менее Гордиал и ее команда надеются, что это исследование послужит отправной точкой для будущего развития средств обнаружения жизни.

Полезно и на Земле

В то же время платформа имеет потенциальные области применения здесь, на Земле. «Типы анализов, проводимых нашей платформой, обычно проводятся в лаборатории после отправки образцов из районов исследований. Мы утверждаем, что исследования микробной экологии теперь можно проводить в режиме реального времени непосредственно на месте. В том числе в экстремальных средах. Таких, как Арктика и Антарктика», – говорит д-р Гордиаль.

Эта технология может быть полезна для использования в удаленных и труднодоступных областях. В тех случаях, когда возвращение образцов в лабораторию может изменить их состав. А также для получения информации в реальном времени. Например, для обнаружения и выявления патогенов во время эпидемий в отдаленных районах. Или в быстроменяющихся условиях.

И однажды это действительно поможет получить убедительные доказательства существования жизни за пределами Земли.

«Считается, что некоторые планетарные тела имеют нужные условия для обитания жизни. И это будет захватывающее время для астробиологии, – говорит доктор Гордиаль.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.


Комментарии:

Оставьте комментарий

Войти с помощью: 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: