Чи могли люди занести життя на Марс?

ФОТО: NASA/JPL-CALTECH

З початку космічної доби людство відправило на Червону планету близько 30 космічних апаратів. Деякі мікроорганізми могли пережити як ретельну стерилізацію, так і тривалу космічну подорож. Про це пише Крістофер Мейсон на BBC Future, статтю якого передає BBC Україна.

“Поки ви читаєте цю статтю, поверхнею Марса рухається марсохід Perseverance, який приземлився на червону планету 18 лютого цього року. Цей надзвичайний апарат розвиває швидкість до 150 метрів на годину. На своєму борту він несе чимало інструментів і механізмів, за допомогою яких вже зробив кілька новаторських експериментів.

Perseverance перетворив розріджену марсіанську атмосферу, багату вуглекислим газом, на кисень і запустив перший керований політ гелікоптера на іншій планеті. Він вже зробив три успішні польоти, кожен з яких довший і вищий за попередній.

Але що або хто ще міг прибути на Марс разом з усім цим обладнанням? Чи могли бактерії чи спори з Землі випадково потрапити у космос, пережити космічну подорож і оселитися на Марсі?” – ставить питання Крістофер Мейсон.

“NASA та її інженери з Лабораторії реактивного руху, звісно, роблять усе можливе, щоб їхні космічні кораблі були ретельно очищені від будь-яких мікроорганізмів, – продовжує автор. – Однак два нещодавні дослідження показують, що деякі організми можуть пережити процес очищення і переліт на Марс. Дослідники також з’ясували, як швидко мікроби можуть розвиватися у космосі.

Космічні апарати, як-от марсохід Perseverance, збирають шар за шаром, як цибулю, ретельно стерилізуючи кожну деталь. Таким чином майже жодна бактерія, вірус, грибок чи спора не потраплять на обладнання до запуску в космос.

Стерилізація в NASA

ФОТО: NASA/JIM GROSSMANN

Під час збирання і готування до польоту космічні кораблі ретельно стерилізують

Космічні апарати будуються у стерильних приміщеннях з повітряними фільтрами та суворими процедурами біоконтролю. За протоколами, на кожному квадратному метрі можуть залишатися лише кілька сотень частинок і не більше кількох десятків спор.

Але досягти нульової біомаси практично неможливо. Мікроби існують на Землі мільярди років, і вони – скрізь. Вони є всередині нас, на наших тілах і навколо нас. Деякі з них можуть витримати будь-яку стерилізацію.

У стерильних залах Лабораторії реактивного руху ми виявили мікроорганізми, які можуть створити проблеми під час космічних місій. Ці організми мають більшу кількість генів для відновлення ДНК, що робить їх стійкішими до радіації. Вони також можуть утворювати плівку на поверхнях та обладнанні, виживати при висиханні та у дуже холодному середовищі.

Схоже, стерильні лабораторії виконують роль еволюційного відбору найсильніших організмів, які мають шанси пережити подорож на Марс. Але якщо ми занесемо їх на інші планети, вони можуть зашкодити життю, яке можливо існує в космосі, спричинивши хаос у новій екосистемі.

NASA

ФОТО: NASA / JPL-CALTECH

NASA дотримується суворих правил, щоб запобігти біологічному забрудненню космічних апаратів та посадкових модулів

Проте людям не вдавалося вберегтися й на своїй планеті. Можна пригадати, як європейці привезли в Північну Америку віспу. Та навіть у 2020 році ми не змогли стримати швидке розповсюдження коронавірусу.

Пряме забруднення небажане й з наукової точки зору. Вчені повинні бути впевненими, що будь-яке життя, виявлене на іншій планеті, є дійсно автентичним, а не завезеним з Землі.

Коли мікроорганізми дістануться Марса, після стерилізації й опромінення, їхні геноми можуть змінитися так сильно, що вони здаватимуться позаземними організмами.

Дещо схоже вчені спостерігали у мікробів, які еволюціонували на Міжнародній космічній станції. Якби ці бактерії виявили на марсіанському ґрунті, їх могли б помилково прийняти за форму життя, яка існує на Марсі.

Марс

ФОТО: NASA / JPL-CALTECH / MSSS

Людство відправило на Марс десятки космічних апаратів і посадкових модулів, деякі з них залишили слід на Червоній планеті

Мікроби, принесені у космос, можуть також створити ризик для здоров’я астронавтів або спричинити несправність обладнання життєзабезпечення.

Іншим питанням планетарного захисту є уникнення “зворотного забруднення”. Об’єкти і люди, які повертаються з космосу, також можуть принести організми, які створюють ризик для життя на нашій планеті. Злий “інопланетний” загарбник, який загрожує усьому живому на Землі, – тема багатьох науково-фантастичних фільмів.

Ця загроза може стати цілком реальною під час місії NASA та Європейського космічного агентства на Марс у 2028 році. Апарати з першими зразками марсіанських матерій повернуться на Землю у 2032 році.

Однак якщо ми дійсно виявимо ознаки життя на Марсі, його походження швидше за все буде земним. Перші два радянські зонди висадилися на марсіанську поверхню ще у 1971 році, у 1976-му туди прибув американський марсохід Viking 1.

Отже, фрагменти ДНК бактерій та навіть людської ДНК могли бути занесеними туди ще півстоліття тому. Втім, дізнатися про походження мікроорганізмів за послідовностями ДНК вже цілком можливо. Наразі проєкт Metasub (метагеноміка метро та міських біомів) оцифровує ДНК, виявлені у понад 100 містах світу.

Дослідники нашої лабораторії разом із Metasub та групою швейцарських вчених щойно опублікували глобальні метагеномні дані, – пише далі професор Крістофер Мейсон.

Мета проєкту – створити “планетарний генетичний індекс” усіх ДНК, які коли-небудь спостерігали на Землі. Порівнявши будь-яку ДНК, виявлену на Марсі, зі зразками зі стерильних кімнат Лабораторії реактивного руху, метрополітенів світу, стічних вод або поверхні марсохода Perseverance до того, як він покинув Землю, вчені зможуть з’ясувати, чи дійсно це марсіанські мікроорганізми.

Випробування космічними подорожами та незвичним середовищем могло змусити земні бактерії еволюціонувати. Але генетичні інструменти, які ми тепер маємо, допоможуть з’ясувати, як і чому змінилися мікроби.

Ці дані можуть стати в пригоді й тут на Землі. Зміни в ДНК, які дозволили мікроорганізмам вижити під час стерилізації або під дією радіації, можна використати, приміром, у створенні нових сонцезахисних кремів або ферментів для відновлення ДНК, які захистять від раку або у розробці нових медикаментів.

Згодом люди, які прилетять на Марс, принесуть із собою цілий коктейль мікробів, які живуть у нашому тілі та всередині нього. Ці мікроби теж, швидше за все, адаптуються і мутують. І ми теж зможемо в них повчитися.

Вони можуть навіть зробити життя на Марсі більш стерпним для марсіанських поселенців. Їхні унікальні геноми, які адаптуються до середовища Марсу, можна буде передати на Землю для подальшого вивчення і досліджень на обох планетах.

З огляду на заплановані місії на Марс, ми перебуваємо на межі нової ери міжпланетної біології. Уроки еволюції та генетичних адаптацій вписані у ДНК кожного організму, і марсіанське середовище не є винятком. Марс залишить свій слід у ДНК організмів, який ми зможемо дослідити, відкриваючи абсолютно новий каталог еволюції.

І це не проста цікавість, а обов’язок нашого виду захищати та зберігати всі інші види. Тільки люди знають що таке вимирання видів, і, отже, тільки люди можуть запобігти цьому, як сьогодні, так і через мільярди років, коли Земля стане надто гарячою для життя.

Неминуче порушення планетарного захисту станеться, коли ми почнемо літати до інших зірок на регулярній основі, але у такому випадку у нас вже не буде вибору. Зрештою, обережне та відповідальне пряме забруднення є єдиним способом зберегти життя. І це стрибок, який ми зможемо здійснити у наступні 500 років”.

Довідка. Крістофер Мейсон – професор геноміки, фізіології та біофізики у Корнелльському університеті. Він досліджує молекулярні та генетичні ефекти тривалих космічних польотів, а також розробку нових типів клітин для терапії раку. Він є автором книги “Наступні 500 років: Адаптація життя для нових світів” (The Next 500 Years: Engineering Life to Reach New Worlds).

Джерело: BBC Україна, BBC Futureоригінал цієї статті англійською.

Related posts

Leave a Comment