Российские ученые обнаружили на внешней стороне МКС ДНК микроорганизмов. Ранее считалось, что космическая радиация и перепады температур убивают все живое. Эксперимент российских микробиологов опроверг этот факт. Российские ученые сравнили космические образцы с земными: оказалось, что на орбите — так называемые экстремальные бактерии, которые на Земле живут в горячих источниках и вулканической лаве. Сейчас задача выяснить, как микробы оказались на МКС. Откуда они — с Земли или из космоса?
В ближнем космосе есть жизнь! Это подтвердили исследования российских ученых. В 2010 году экипаж 25-й экспедиции вышел в открытый космос, чтобы взять образцы пыли с поверхности и проверить износ металла. Процедура обычная. Таковы правила эксплуатации. А вот результаты стали сенсацией. В космической пыли оказались микроорганизмы.
"Не ожидали, думали космическая радиация могла убить все живое. Почему мы считаем, что у нас есть надежда, что это все-таки живые организмы, потому что ДНК само по себе не может долго сохраняться, поэтому раз мы определили ДНК, значит там бактерии тоже есть", — говорит руководитель лаборатории молекулярной диагностики Института вирусологии имени Д.И.Ивановского Татьяна Гребенникова.
Эксперимент "Тест", а точнее — исследования, проводили пять раз. Специально разработали прибор, внутри - стерильные стержни. Все герметично. Попадание земных микробов исключено.
"Что делает экипаж, он выходит в открытый космос, выворачивает на резьбе стержень, берет мазок, вставляет стержень в полость обратно, герметично заворачивает, и в таком виде возвращается на Землю", — рассказывает главный научный сотрудник ОАО "РКК "Энергия" Олег Цыганков.
Образцы пыли космонавты брали в разных уголках станции. И там, где для бактерий должно быть комфортно, под теплоизоляционной обшивкой, и на открытой поверхности, где солнечные лучи, огромные температурные перепады. Парадокс, но именно в этой самой агрессивной среде и нашли признаки жизни.
"У этого эксперимента большое будущее. И мы, правда, на пороге новых открытий, выходим в космос, берем мазки с поверхности, люка, с поверхности станции, обращенной к Солнцу, к Земле, и получаем удивительные результаты", — считает первый заместитель генерального конструктора РКК "Энергия", руководитель полётов российского сегмента МКС Владимир Соловьев.
Эксперименты с бактериями в ближнем космосе ученые проводили не раз. Микробы жили на поверхности станции — и в закрытых, и в открытых контейнерах. Но это были земные микробы, специально доставленные на орбиту.
Поискать жизнь в местах загрязнений, где за 15 лет работы МКС, накопилась пыль, взяв обычные пробы, - мысли не возникало. Считалось, солнце и космическая радиация смертельны для любых земных организмов.
"В местах загрязнений, возле иллюминаторов, почему мы говорим в местах загрязнений, около клапанов мы видели загрязнения, …и когда мы доставляли пробники, мы видели, он черный, и это натолкнуло нас на мысль, что для того, чтобы микроорганизмам выжить, им нужны загрязнения, которое может их в какой-то степени укрывать их от УФ, а главное, обеспечивать сцепление с поверхностью, вот так у нас пошел эксперимент", — говорит главный научный сотрудник ЦНИИмаш Елена Шубралова.
"Тест" российских ученых показал: бактерии в космической пыли есть. Правда, немного. После молекулярной диагностики и сравнительного анализа нашли и земные аналоги.
"В первом эксперименте мы нашли экстремальные бактерии, затем мы определили, что там существуют ДНК микобактерий. Мы нашли некультивируемые бактерии, которые встречаются в почве Мадагаскара", — рассказала руководитель лаборатории молекулярной диагностики Института вирусологии им. Д.И.Ивановского Татьяна Гребенникова.
Это видео, снимали биологи. Когда привезли космические образцы, в институте был настоящий переполох. Съемка внутри запрещена, стерильность наивысшей степени, чтобы не занести земное.
В каком состоянии бактерии находятся в космосе, спящем или активном, и как они там оказались, еще предстоит выяснить. Одна из главных версий — долетели с Земли. На микрочастицах.
"Есть так называемая стратосферная электрическая цепь, не только воздух может переносить, а могут какие-то электрозаряды переносить эти элементы, если они такие устойчивые к условиям неблагоприятным, то они могут переноситься и другими средствами, на каких-то частицах. Вот как предполагается появление жизни на Земле, микроорганизмы могут путешествовать на каких-то материальных частицах", — предположил главный научный сотрудник ОАО "РКК "Энергия" Олег Цыганков.
Еще одна версия происхождения микробов на МКС. Микробы — из дальнего космоса. Разносчиками жизни по Вселенной вполне могут быть кометы, в составе которых есть лед.
"Из наблюдений и исследований Солнечной системы мы знаем, что довольно много органического вещества принесено астероидами и кометами. Мы знаем, где формировались астероиды и кометы…", — сообщил заведующий отделом исследований Солнечной системы Института астрономии РАН Валерий Шематович.
Недавно астрофизики обнаружили еще одно косвенное подтверждение космического биомира. На расстоянии 455 световых лет от Земли в протопланетном облаке нашли сложные органические соединения. Сформировались они не в области горячей молодой звезды, а на периферии, где низкие температуры. Кто знает, может, эта новая планетная система станет новым обитаемым миром.
"Увидели одну очень сложную молекулу — метилцианид. В этой молекуле есть связь СН, которая важна для формирования нуклеотидов и далее кислот, которые определяют ту форму жизни, которая есть у нас", — объясняет заведующий отделом исследований Солнечной системы Института астрономии Валерий Шематович.
До сих пор считалось, что биооболочка нашей планеты ограничивается высотой в 90 километров. После эксперимента "Тест", скорее всего, биограницы придется расширить до 400 километров — орбита Международной космической станции.
А может и вовсе границ никаких нет, и Вселенная едина, а жизнь так и кочует из одной системы в другую!
Российские космонавты обнаружили бактерии, живущие на орбите, причем вне территории Международной космической станции. На поверхности станции были обнаружены бактерии, которых не было во время запуска жилого спутника, отправленного в космос в 1998 году.
Новые микробы в космосе
Во время выхода в открытый космос космонавты сняли мазки с поверхности станции. Образцы были собраны с той части МКС, откуда в открытый космос выбрасываются топливные отходы, вырабатываемые во время эксплуатации двигателя.
Собрав образцы, космонавты их изолировали и отправили на землю для дальнейшего изучения. В лаборатории на земле исследователи сделали неожиданное и очень любопытное открытие. Бактерии словно ниоткуда появились на поверхности МКС, поскольку их там не было, пока жилой комплекс находился на поверхности Земли.
Создается впечатление, что эти бактерии прибыли из космоса и обосновались на внешней обшивке Международной космической станции. Исследователи до сих пор изучают таинственную жизнь в космосе и, по их словам, бактерии не представляют никакой опасности для людей.
Откуда и как?
Происхождение микроорганизмов и их появление на обшивке МКС еще не полностью изучено, однако ученые утверждают, что существует крайне микроскопический шанс, что это экземпляр внеземной формы жизни. По всей вероятности, эти бактерии были привезены в открытый космос космонавтами на компьютерном оборудовании, которое используется для выхода в открытый космос. Скорее всего, планшетные компьютеры команды космонавтов были контаминированы еще внутри МКС, и некоторые бактерии переместились с оборудования на обшивку станции.
Условия обитания
Тем не менее даже при условии, что это не внеземные формы жизни, бактерии, способные выжить в открытом космосе, до сих пор являются захватывающей находкой для мировых ученых. До этого в течение нескольких лет наблюдались бактерии, способные выжить и развиваться на низкой околоземной орбите, на высоте до 435 километров.
Также стоит помнить, что температура на поверхности космической станции очень сильно колеблется. Температура на солнечной стороне МКС составляет +121 °C и выше, а на темной стороне часто опускается ниже -157 °C. Независимо от происхождения бактерий, найденных в открытом космосе, у них было адское путешествие.
Ученым всегда интересно узнать больше о бактериях в открытом космосе.
Совсем недавно ученые опубликовали результаты исследования бактерий Escherichia coli, или кишечной палочки, которые они послали в космос. Примечательно, что бактерии кишечной палочки в космосе стали более устойчивыми к антибиотикам, чем их земные сородичи.
Они вряд ли являются представителями внеземной жизни
Доктор биологических наук Антон Сыроешкин прокомментировал недавнее заявление космонавта Антона Шкаплерова о «прилетевших из космоса» бактериях на внешней повехности Международной космической станции. По мнению ученого, подобная формулировка не должна заставлять думать, что обнаруженные микроорганизмы действительно прибыли на Землю с других планет.
При этом специалист подчеркнул, что пока что на внешней стороне МКС не было обнаружено ни одной живой бактерии, а находки представляют собой лишь образцы ДНК, о жизнеспособности говорить пока преждевременно. « Мы пока ничего не высевали. Но, судя по тому, что большие фрагменты ДНК остаются целыми под действием рентгеновского, ультрафиолетового излучения, потока протонов, сами бактерии тоже вполне могли оставаться целыми», - добавил Сыроешкин.
Орбита МКС распологается примерно в 400 километрах над поверхностью Земли, однако микроорганизмы вполне могли попасть туда не только на борту космического модуля. Между поверхностью Земли и ионосферой постоянно течет электрический ток, и если примером «нисходящей» ветви можно назвать молнии, то восходящая ветвь может поднимать на огромную высоту капли аэрозолей и пылинки. Вместе с ними на высоте полёта Международной космической станции могут оказываться и земные бактерии. Для этого микроорганизмам необходимо преодолеть тропопаузу и стратопаузу, однако всё говорит о том, что поднимаются они именно под воздействием глобальной электрической цепи.
Космонавт из России Антон Шкаплеров, внезапно привлёкший интерес у общества к поискам внеземной жизни, в воскресенье собирается в третий раз полететь на орбиту вместе с двумя новыми космонавтами: американцем Скоттом Тинглом и японцем Норишиге Канаи. Во время планируемой экспедиции на МКС, которая будет длиться четыре месяца, космонавты будут вести 51 эксперимент. 10 из них будут посвящаться космической биологии и биотехнологиям, включая проблему планетарного карантина и безопасности в вопросах экологии.
Стоит напомнить, что Шкаплеровым недавно в сенсационном интервью было заявлено, что на МКС имеются бактерии, прилетевшие откуда-то из космических просторов и поселившиеся на внешней стороне обшивки. Он отметил, что пока их изучают, они, видимо, не представляют какой бы то ни было опасности. Таинственный намёк в словах, что они откуда-то из космоса, прозвучал вполне интригующе для многих. Неужели там на самом деле были микроорганизмы внеземного происхождения?
Загадочные бактерии
Сообщение космонавта заметили и в зарубежье. На сайте picturesdotnews.com написано в одной объёмной статье, что, если микроорганизмы скрываются в укрытиях на станционном корпусе, как заявил Антон, они, наверняка, совершали путешествие автостопом в 250 милях от земной поверхности, а, если учёными будут обнаружены чужеродные микробы, как люди воспримут такую новость? По этому вопросу началась дискуссия, разные деятели начали высказывать свои мнения касательно этого. Один же из скептически настроенных людей сказал, что, хоть и нет сомнений, что в Галактике имеется намного больше планет с микробной жизнью, чем с разумной, это не говорит, что мы найдём бактерии вне Земли перед тем, как примем радиосигнал.
Так что же в действительности обнаружено на станционной обшивке? В институт медико-биологических проблем РАН был отправлен за пояснениями этой находки. Первым делом прозвучал вопрос о возможности того, что бактерии, поселившиеся снаружи станции, являются пришельцами из далёких просторов. Было отмечено, что они по сути должны устоять при немыслимых для живого организма условиях, например, глубоком вакууме, смертоносного радиационного излучения, температурных перепадов от +100 до -100 по Цельсию и т. д.
Ведущим научным сотрудником, кандидатом биологических наук Еленой Дешёвой сказано, что не знает касательно пришельцев, существуют ли они или же нет на станционной обшивке, но вот те организмы, снятые с внешней стороны станции и доставленные для исследовательской работы, весьма похожи на земных. Например, на космической станции нашли споры бактерий, относящихся к роду «Bacillus», а также гриба «Aureobasidium». При помощи высокочувствительных молекулярных методов выявлены ДНК-фрагменты геномов всевозможных микроорганизмов.
Данный эксперимент, названный «Тест», ведётся ещё с 2010-го года. За прошедшие 7 лет отечественные космонавты при выходах в открытое космическое пространство сумели взять 19 проб осадочного материала прямо с поверхности станции. В результате получили весьма интересные данные. При этом нельзя не учесть, что микроорганизмы, хоть и жизнеспособны после космического полёта, на поверхности станции же не способны к размножению ввиду отсутствия там воды. Дешёвой было подчёркнуто, что данный эксперимент ещё не собираются заканчивать, и его продлят до 2020 г.
Но по какой же причине на поверхности станции не находятся бактерии, не похожие на тех, что имеются на Земле? Наверняка, потому что никто не осуществляет поиски таковых и даже не имеют представления, как искать. Взятые пробы изучаются лишь на предмет нахождения известных на нашей планете микроорганизмов. К примеру, результаты специального анализа сравнивают с 20 млн. и более ДНК, которые хранятся в базе данных «NCBI». Как раз таким образом, к примеру, определили ДНК бактерий в пробах, что доставили с космического пространства. Добавим, что бактерии эти обитали прежде на нашей планете, а именно в отложениях на дне, в иле, всевозможных водоёмах и почве.
Споры бактерий, ДНК, микрочастицы и всевозможные фрагменты ДНК, которые увлекались восходящими электропотоками, согласно предположениям специалистов, могут подыматься с поверхности планеты в верхние ионосферные слои. Эксперименты космического масштаба помогли открыть многое. Отмечено, что верхнюю границу нахождения микроорганизмов, способных жить, перенесли на высоту в 400 км.
Но на станционную поверхность микрочастицы попадают не только с нашей планеты. Станция часто пересекается с потоками метеороидов. Предположительно, в микрометеоритах и пыли от комет может иметься некое биогенное вещество, произошедшее вне Земли. В ней как раз возможно содержание разложившихся остатков живых организмов, продуктов жизнедеятельности. Данное предположение поддерживает множество людей. В качестве одного из весомых аргументов выступает то, что о попадании на станционную поверхность пыли говорит об обнаружении на обшивке в существенных концентрациях некого гольмия, имевшегося на Земле в весьма малом количестве. Возможно, бактерии внеземного происхождения имеются тоже на внешней оболочке станции? Здесь стоит осуществлять тщательный поиск, и тогда всё выяснится.
Разработки и новые планы по исследованию возникновения микроорганизмов
В данном направлении стараются продвинуться учёные Института космических исследований. Они сделали предложение по интересному эксперименту, названному «ЛИМБ». Его описали так, будто это какая-то захватывающая фантастика. О ней говорится, что обнаружение жизни внеземного происхождения, которое уже будет в ближайший десяток лет, как считают многие видные учёные с мировым именем, станет важнейшим событием 3-го тысячелетия. Пребывание микробов на иных планетах или же спутниках планет, относящихся к Солнечной системе, ныне лучше относить к событию более реальному, нежели думало прежде.
Столь интересный прогноз связывают, как говорят авторы описания, с возможностью выживания на Марсе некоторых микроорганизмов, отличающихся стойкостью к радиационному излучению. Вероятно, они имеются там и ныне. В научном описании данного эксперимента можно найти слова о том, что результаты исследовательских работ дали возможность понять, что несколько млрд. лет назад на Марсе имелись как раз все необходимые условия для зарождения и эволюционного развития микроорганизменных существ. И подобно микроорганизмам с Земли марсианские тоже могли пребывать на существенных глубинах в планетной коре. Кроме того, даже при потере на планете воды и атмосферы данные микробы, вероятнее всего, были способны к выживанию и сохранению в глубинных слоях пород.
Но перед отправкой на Марс соответствующих приборов учёные ставят планы в ближайшее время организовать проведение эксперимента на МКС. В качестве одной из задач выступает изучение таких существ в частицах пыли, которые находятся на траектории полёта станции.
А в период запланированной экспедиции космонавты будут продолжать проводить эксперименты по выживанию таких организмов в космической среде. Несколько же месяцев назад на внешнюю сторону станции вынесли микроорганизмы, которые не защищены никак, даже от пыли. Учёные ставят задачи выяснить, способны ли они к выживанию в таковых условиях. Уже на следующий год 2 февраля им необходимо будет забрать 1-ю партию бактерий. А позднее иной экипаж же снимет со станционной поверхности и остальных.
Таким образом, теперь картина с микроорганизмами, пребывавшими и пребывающими на обшивке МКС, проясняется всё больше и больше. Учёные стараются преуспеть в этом направлении. Это поможет ответить на вопросы касательно наличия жизни вне Земли, что немаловажно ныне для человечества. Будем надеяться, что успехов учёные добьются.
Уже десятилетия ученые пытаются понять, почему некоторые бактерии процветают в космосе. Новое исследование, опубликованное в журнале NPJ Microgravity , показывает, что по крайней мере у одной бактерии в космических условиях появляется более десятка мутаций, причем благоприятных, которые способствуют улучшенного циклу размножения. Более того, эти изменения не исчезают даже тогда, когда бактерии возвращаются в нормальные условия, что является не самыми хорошими новостями для космонавтов, которые во время долгих полетов могут в результате столкнуться с новыми и крайне опасными формами мутировавших земных микроорганизмов.
Данные с предыдущих космических полетов показывают, что E. coli и сальмонелла становятся гораздо сильнее и растут быстрее в условиях невесомости. На МКС они так прекрасно себя чувствуют, что образуют целые слизистые пленки, так называемое биопокрытие, на внутренних поверхностях станции. Эксперименты на космическом шаттле показали, что эти бактериальные клетки становятся толще и производят больше биомассы по сравнению со своими сородичами на Земле. Более того, бактерии в космосе растут, приобретая особую структуру, которая на планете просто не наблюдается.
Почему так происходит, пока не ясно, и поэтому ученые из Хьюстонского университета решили проверить, какой эффект окажет невесомость на бактерии за длительный период времени. Они взяли колонию E. coli, посадили их в специальную машину, имитирующую условия невесомости, позволили размножаться в течение долгого периода. Всего в колонии сменилось более 1000 поколений, что гораздо дольше, чем в любом исследовании, проведенном раньше.
Затем эти «адаптировавшиеся» клетки ввели в колонию нормальных E. coli (контрольного штамма), и космические жители чувствовали себя прекрасно, произведя в три раза больше потомков по сравнению с родственниками, не побывавшими в невесомости. Эффект мутаций сохранился с течением времени и, похоже, оказался постоянным. В другом эксперименте подобные же бактерии, подвергшиеся воздействию невесомости, размножались в течение 30 поколений и, попав в обычную колонию, на 70% превысили показатели размножения своих земных соперников.
После генетического анализа оказалось, что у адаптировавшихся бактерий найдено как минимум 16 разных мутаций. Неизвестно, важны ли эти мутации индивидуально, или они работают все вместе, чтобы дать бактерии преимущество. Одно ясно: космические мутации не случайны, они эффективно увеличивают показатели репродуктивности и не исчезают со временем.
Это открытие представляет проблему на двух уровнях. Во‑первых, космически модифицированные бактерии могут вернуться на Землю, вырваться из условий карантина и привнести новые черты другим бактериям. Во‑вторых, такие усовершенствованные микроорганизмы могут повлиять на здоровье космонавтов во время длительных миссий, например, во время полета на Марс. К счастью, даже в мутировавшем состоянии бактерии убиваются антибиотиками, так что средства борьбы с ними у нас есть. Правда, неизвестно, до каких пределов микробы могут измениться, пребывая в космосе десятилетиями.
