Земные микробы способны жить в атмосфере из чистого водорода

Астробиологи из США провели уникальный эксперимент, доказавший, что обычная кишечная палочка и некоторые штаммы дрожжей могут нормально жить и размножаться в атмосфере, похожей по составу на материю Юпитера и других планет-гигантов. Их выводы были опубликованы в статье в журнале Nature Astronomy.

"В нашем эксперименте микробы жили в атмосфере из чистого водорода, однако на реальных планетах воздух будет содержать и другие вещества. Тот факт, что и простые живые существа, такие как кишечные палочки, так и дрожжи, гораздо более сложные микроорганизмы, могут жить и процветать в таких экстремальных условиях, значительно расширяет поле поисков внеземной жизни", - отмечают исследователи.

Микробы-экстремофилы, способные жить при сверхвысоких и низких температурах, при постоянном недостатке пищи и кислорода, давно привлекают внимание ученых. С одной стороны, они считаются своеобразным аналогом того, какие организмы могут обитать на Марсе и других планетах. С другой, многие из них обладают крайне необычным метаболизмом, а также связанным с ним набором ферментов и прочих приспособлений, не характерных для других представителей жизни. Они особенно интересны медикам, химикам и биологам, так как изучение этих необычных черт экстремофилов может принести массу практически полезных открытий.

Исследования американских планетологов

Группа планетологов под руководством Сары Сигер, профессора Массачусетского технологического института (MIT) в Бостоне (США), заинтересовалась тем, существуют ли на Земле микробы, способные жить в атмосфере, состоящей из чистого водорода.

Подобные условия, как сейчас предполагают астрономы, могут быть характерны не только для аналогов Юпитера и прочих газовых гигантов за пределами Солнечной системы, но и для многих суперземель, крупных каменистых планет, в атмосфере которых может не содержаться значительного количества кислорода и его соединений.

На Земле, как отмечают Сигер и ее коллеги, существует множество микробов из числа так называемых метаногенов, способных жить в атмосфере, состоящей на 80% из водорода и на 20% из углекислого газа. С другой стороны, до настоящего времени никто не проверял, могут ли бактерии или другие микроорганизмы существовать в 100% водородной атмосфере.

Американские планетологи исправили этот недочет, создав установку, имитировавшую условия в верхних слоях атмосферы газовых гигантов, состоящих из гелия, водорода, азота, углекислоты и других газов. Она позволяла ученым гибко варьировать количество этих веществ в питательной среде и следить за тем, как на эти изменения реагировали микробы.

Для проверки этой системы биологи избрали два хорошо изученных микроорганизма, обычную кишечную палочку и дрожжи. И бактерия, и грибок могут жить без доступа к кислороду, однако в прошлом никто не проверял, способны ли они переносить экстремальные условия, в том числе жизнь в 100% водородной атмосфере.

Жизнь в атмосфере из чистого водорода

Изначально биологи и не надеялись получить какой-то положительный результат, однако, к их большому удивлению, бактерии и грибки не только не погибли в подобных условиях, но и быстро приспособились к жизни в подобных условиях. Их метаболизм и скорость размножения упали, но при этом и кишечная палочка, и дрожжи успешно переключились на бескислородный тип метаболизма, способный нормально работать в водородной атмосфере.

Все это, как считают Сигер и ее коллеги, указывает на то, что жизнь может встречаться не только на землеподобных планетах с большим количеством кислорода, но и на множестве других миров, чья атмосфера состоит преимущественно из водорода или его смеси с метаном и аммиаком. Сейчас астробиологи пытаются понять, как можно обнаружить следы подобной жизни, изучая газы, которые выделяют дрожжи и кишечная палочка, живущие в водородной атмосфере.