планетарная защита

Вспомним научно-фантастический триллер 1971 года «Штамм Андромеда». В нем спутник с чужеземным микробом упал близ маленького городка Пидмонт в Аризоне. Микроб убил почти всех. В том числе и ученых, способных сдержать захватчика, изучить его и предотвратить уничтожение человеческой расы. Хотя сюжет картины несколько надуман, исследователи из НАСА, космических агентств других стран и академических институтов всего мира работают над тем, чтобы миссии, предназначенные для доставки образцов астероидов или комет на Землю, не принесли к нам нежелательную чужую жизнь.

Планетарная защита

Одновременно ученые работают и над тем, чтобы предотвратить попадание на другие планеты земных бактерий, находящихся на космических аппаратах, стартующих с Земли к Марсу, спутникам Сатурна и Юпитера и другим объектам Солнечной системы.

«Земля изобилует бактериями. Мы буквально купаемся в них», — заявляет ученый Джон Руммель, эксперт по астробиологии и космическому загрязнению в Университете Восточной Каролины. «Планетарная защита — это направление науки, призванное выработать технологии, которые дадут нам уверенность в том, что мы можем спокойно исследовать космос, не перенося в другие миры бактерии с Земли, и в том, что мы не занесем в наш дом чужую жизнь».

Впервые исследователи начали высказывать свои опасения по поводу загрязнения других планет в 1956 году. За год до того, как Советский Союз запустил первый искусственный спутник на низкую околоземную орбиту. Для парирования подобных угроз в 1958 году подкомитет Международного совета по науке принял первую меру. Был создан COSPAR, Комитет по космическим исследованиям.

Самые ранние методы очистки включали в себя использование печей. В них космические аппараты подвергались воздействию чрезвычайно высоких температур. Этот метод, к примеру, применялся в 1970-х годах перед запуском космических зондов Viking. Эта миссия работала на Марсе в поисках жизни и изучения планеты.

Новые методы

Космические аппараты в наше время становятся все более сложными. Поэтому исследователи сочли необходимым разработать новые технологии. Они должны были производить ликвидацию микроорганизмов с большей уверенностью. И при этом не допускали бы снижение уровня сложности выполняемых космическими аппаратами задач. При этом не выходя за пределы бюджета.

В результате работы, проводимой на протяжении многих лет, были значительно улучшены методы обеззараживания. COSPAR требует, чтобы на космическом аппарате было не более 300 000 бактериальных спор. (А в некоторых случаях — не более 30, в зависимости от миссии). По мере создания космического аппарата проводятся тесты на различных стадиях его постройки. Это позволяет получить гарантию того, что космический аппарат несет с собой не слишком много спор. Которые могут находиться внутри его и на его поверхности.

Как они выживают?

Мадхан Тирумалай, микробиолог из Университета Хьюстона, работающий с исследователями НАСА, является одним из ученых, пытающихся помочь космическим миссиям уменьшить свою бактериальную нагрузку. Ученый анализирует данные о том, что именно позволяет микроорганизмам выжить при современных методах очистки космических аппаратов. Это облучение ультрафиолетовым светом или промывание парами пероксида водорода. «Бактериальные споры очень выносливы, — рассказывает он. «Они могут оставаться в окружающей среде миллионы и миллионы лет. Пока не появятся подходящие условия для начала их развития».

Тирумалай и его коллеги изучали геномы двух бактериальных штаммов. Они производят споры, умеющие выживать в экстремальных условиях практически стерильных помещений Международной космической станции. Эти штаммы, Bacillus safensis FO-36b T и B. pumilus SAFR-032, производят споры, которые устойчивы к обработке пероксидом и ультрафиолетовым излучением. Недавно группа сравнила геномы этих двух штаммов с геномами нескольких штаммов Bacillus, которые не устойчивы к перекиси или ультрафиолетовому излучению, и штамма под названием B. safensisMERTA-8-2, обнаруженного на двух космических аппаратах, прежде чем они отправились на Марс. При этом исследователи определили полный геном B, safensis FO-36b T . И начали изучать его уникальные особенности, некоторые из которых могут играть роль в уникальных способностях бактерий к выживанию.

Изучение генов

В публикации, опубликованной в июне, Тирумалай и его коллеги идентифицировали девять генов B. safensis FO-36b T. Они не были обнаружены ни в каких других геномах B. safensis и B. pumilu. Четыре из этих генов связаны с паразитными вирусами, которые могли бы заразить бактерии и вставить или перестроить их генетический материал таким образом, чтобы обеспечить невероятную устойчивость к агрессивной внешней среде. Следующим шагом, говорит Тирумалай, является изучение белков, составляющих эти уникальные гены. Это позволит определить, могут ли они играть роль в устойчивости спор к воздействию радиации или перекиси пероксида.

Роберт Маклин, микробиолог из Техасского государственного университета, который не участвовал в исследовании, называет работу «отличной». Он добавил, что исследование может обеспечить больший успех будущим долгосрочным космическим полетам. Они повысят гарантию того, что бактерии не смогут причинить вред космонавтам. Или загрязнить другие небесные тела.

Тирумалай и его коллеги еще не определили генетический механизм, который дает бактериям такие сверхспособности. Но ученые имеют несколько перспективных для решения этой проблемы. Маклин сообщает, что сейчас команда может начать разрабатывать новые эксперименты. В ходе их выполнения выделяются отдельно обнаруженные гены. И проводится наблюдение, сохраняется ли устойчивость или же исчезает. Затем гены помещаются обратно, чтобы убедиться, что сопротивление окружающей среде восстановлено.

Значение работы

Если эти эксперименты пройдут успешны, и гены или генетические связки, отвечающие за устойчивость к сверхмощным методам очистки будут идентифицированы, то исследователи потенциально смогут разработать небольшую молекулу, способную блокировать эти пути. Это позволит убить устойчивые споры и предотвратить их внеземное распространение.

Тем не менее как утверждает Тирумалай: «…всегда будет что-то, что избежит процедуру дезактивации». Если ученые научатся идентифицировать гены или целые модели генетических связок, которые придают устойчивость бактериям, тогда они смогут определить то, что может являться биомаркером, способным помочь в идентификации эти подобных сверхустойчивых организмов в «чужих» условиях.

Это поможет ученым сделать больше, чем просто сохранить пространство в чистоте. Это помогло бы им подтвердить, что в случае, если будущие космические миссии обнаружат микробную жизнь в чужом мире, эта жизнь действительно будет внеземная.

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

Добавить комментарий

Войти с помощью: