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

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: