|
Как раскрыть тайну жизни на Марсе
|
|
|
|
Исследователи говорят, что хемотаксис, процесс химического стимулирования движения в организме, может стать ключевым инструментом в поисках внеземной жизни на Марсе и в других регионах космоса. Если организм способен к самостоятельному передвижению, его называют “подвижным”. Оттачивая навыки передвижения и заставляя организмы демонстрировать эту способность, если таковая имеется, ученые полагают, что это может стать новым ценным инструментом в поисках жизни за пределами Земли.
|
|
|
|
Междисциплинарный подход к обнаружению жизни на Марсе
|
|
|
|
Немецкая команда нацелилась на разработку практичного и эффективного метода обнаружения жизни на Марсе, следующей планете, которую человечество, как ожидается, начнет исследовать в ближайшие годы. Поиск технологического решения биологической проблемы по своей сути требует широкого спектра навыков.
|
|
|
|
Макс Рикелес, исследователь из Берлинского технического университета, объяснил на брифинге, как его команда пересекла множество дисциплин в поисках наилучшего метода идентификации любых форм жизни, которые могут присутствовать на Марсе.
|
|
|
|
|
|
|
“Наша исследовательская группа по астробиологии является междисциплинарной и включает биологов, аэрокосмических инженеров, медиков, химиков, геологов и физиков”, - пояснил Рикелес. “Мы часто проводим совместные дискуссии, чтобы объединить различные точки зрения и найти инновационные решения. Кроме того, мы черпаем вдохновение в достижениях в других областях, в частности в медицинской инженерии, для разработки наших проектов. Наш ключевой подход заключается в максимальном упрощении экспериментов на ранних стадиях и их итеративном совершенствовании путем многочисленных проб и ошибок.”
|
|
Сравнение Внеземной жизни с Земными Условиями
|
|
|
|
Новое решение команды основано на аминокислоте L-серине, которая, как ранее было известно, вызывает хемотаксис у многих видов. Поскольку считается, что L-серин также присутствует на Марсе, логично предположить, что он должен занимать аналогичное место в марсианской биохимии. Аминокислоты доказали свою эффективность в обеспечении хемотаксиса у всех трех протестированных видов экстремофилов.
|
|
|
|
“Что касается его астробиологической значимости, то L-серин был обнаружен в метеорите и астероиде Рюгу 162173, что указывает на его присутствие еще до образования нашей Солнечной системы”, - пояснил Рикелес. “Учитывая, что на ранней стадии Земля и Марс подвергались бомбардировке углеродсодержащими астероидами, L-серин, вероятно, существует на Марсе”.
|
|
|
|
“Если на Марсе развилась жизнь с биохимией, сходной с известной жизнью на Земле, то представляется вероятным, что L-серин также может быть мощным хемоаттрактантом для гипотетических марсианских микробов”, - продолжил Рикес. “Кроме того, условия окружающей среды раннего Марса, которые были теплее и, вероятно, содержали жидкую воду, напоминают условия ранней Земли, что делает вероятной схожую биохимию предполагаемых марсианских микробов”.
|
|
Экстремофилы и поиски внеземной жизни
|
|
|
|
Чтобы протестировать свой метод, команда сосредоточилась на экстремофилах, существах, которые могут выживать в самых негостеприимных местах на Земле. Такой подход помог создать максимально широкую сеть для поиска внеземных цивилизаций по всей галактике и привел к ожидаемому процветанию в суровых марсианских условиях.
|
|
|
|
В их работе использовались высокоподвижные споры Bacillus subtilis, которые могут выдерживать высокие температуры до 100 °C. На другом конце спектра они рассмотрели антарктический вид Pseudoalteromonas haloplanktis, который растет в водах между -2,5° и 29°C. Наконец, они исследовали археона Haloferax volcanii, известного своим процветанием в высокосоленых средах, таких как Мертвое море.
|
|
|
|
Все три вида хорошо реагировали на выбранный командой хемотаксический агент.
|
|
|
|
“Мы протестировали три типа микробов – две бактерии и один тип архей – и обнаружили, что все они ориентировались на химическое вещество под названием L-серин”, - сказал Рикелес. “Это движение, известное как хемотаксис, может стать мощным индикатором жизни и послужить ориентиром для будущих космических миссий по поиску живых организмов на Марсе или других планетах”.
|
|
Имитация жизни на Марсе
|
|
|
|
Важно отметить, что команда подстраховалась от широкого распространения неизвестных видов внеземной жизни, используя в своих тестах две различные формы жизни.
|
|
|
|
“Бактерии и археи - две древнейшие формы жизни на Земле, но они передвигаются по-разному и развили системы подвижности независимо друг от друга”, - объяснил Рикелес. “Протестировав обе группы, мы сможем повысить надежность методов обнаружения жизни для космических миссий”.
|
|
|
|
“В частности, использование H. volcanii расширяет спектр потенциальных форм жизни, которые могут быть обнаружены с помощью методов, основанных на хемотаксисе, даже если известно, что некоторые археи обладают хемотаксическими системами”, - добавил Рикелес. “Поскольку H. volcanii процветает в экстремально соленой среде, он может стать хорошей моделью для тех видов жизни, которые мы могли бы найти на Марсе”.
|
|
Система доставки
|
|
|
|
Инновацией команды была разработка максимально упрощенного устройства для нанесения аминокислоты на образец, что повысило его практичность для будущих космических полетов. Их устройство состоит из предметного стекла с двумя камерами, одна из которых предназначена для образца, а другая - для аминокислоты, разделенных тонкой мембраной.
|
|
|
|
“Если микробы живы и способны передвигаться, они подплывают к L-серину через мембрану”, - объяснил Рикелес. “Этот метод прост, доступен по цене и не требует мощных компьютеров для анализа результатов”.
|
|
|
|
Несмотря на то, что процесс продемонстрировал высокую эффективность в лабораторных условиях, команде все еще необходимо усовершенствовать его для применения в реальных условиях на отдаленной планете. Для безопасной транспортировки устройства в условиях жесткой нагрузки и турбулентности космического полета потребуется уменьшенный форм-фактор и более прочная конструкция. Кроме того, устройство должно быть автоматизировано для работы без участия человека.
|
|
Продолжается работа по обнаружению внеземной жизни
|
|
|
|
Преодоление этих трудностей приведет к созданию идеального инструмента для изучения нашего марсианского соседа и дальнейших целей в поисках жизни, включая интригующий спутник Юпитера Европу. Таким образом, немецкая команда продолжает свою работу по созданию ценных инструментов для будущих космических миссий.
|
|
|
|
“Мы продолжаем разработку устройства, чтобы повысить уровень его технологической готовности”, - сказал Рикелес. “Мы сосредоточены на том, чтобы сделать его компактнее, надежнее и полностью автоматизированным, чтобы соответствовать требованиям космических исследований. В то время как мы сами управляем процессом разработки, мы планируем сотрудничать с третьими сторонами, такими как космические агентства, чтобы обеспечить его готовность к полету”.
|
|
|
|
Но это еще не все, команда из Берлина также планирует найти другие применения своему изобретению. “Многие космические приборы находят практическое применение на Земле, и мы изучаем способы адаптации наших технологий к инновационным методам оценки качества воды”, - добавил Рикелес.
|
|
|
|
Источник
|
