Новые технологии при поисках жизни на Марсе

Ученые демонстрируют потенциальные возможности современных технологий, которые могут помочь в обнаружении и уточнении характеристик гипотетической жизни на Марсе или на других планетах

Соавтор исследования И. Альтшулер отбирает образцы вечной мерзлоты вблизи арктической исследовательской станции McGill, в канадской Арктике. Автор: д-р Жаклин Гоордиал.
0

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 — районе, который можно назвать одним из самых похожих по условиям на марсианские. 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 — луны Юпитера и Сатурна, которые наряду с Марсом являются основными целями для поисков жизни в Солнечной системе.

Небольшие приборы могут принести 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 жизни. Используя существующие недорогие маломощные технологии, команда создала модульную «платформу для обнаружения жизни», способную 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 — полярном регионе, ближайшем аналоге условий на перспективных для поисков жизни объектах Солнечной системы.
«Марс — очень холодная и сухая планета с ландшафтом из вечной мерзлоты, он очень похож на тот, который мы наблюдаем в высоких широтах канадской Арктики», — говорит доктор Гордиаль, которая проводила исследование, являющаяся докторантом Университет Макгилл. «По этой причине мы выбрали участок, расположенный на расстоянии около 900 км от Северного полюса в качестве аналога Марса, 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. «Используя секвенсор ДНК совместно с другими методами на нашей платформе, мы смогли 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, который 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 условия обитания, и это будет захватывающее время для астробиологии, — говорит доктор Гордиаль.

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

Комментировать

Войти с помощью: 

Этот сайт использует куки. Вы можете отказаться, если хотите Принять Прочитать больше

Живой космос cможет принять любую посещаемость благодаря кешированию WP Super Cache

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: