Aliens

Mūžīgā sasalumā dzīvojoša baktērija netieši liecina par iespējamo dzīvību uz Marsa

Makgila universitātes (Kanāda) pētnieki valsts arktiskajā reģionā atklājuši baktēriju, kas dzīvo un vairojas mūžīgā sasalumā, −15 °C temperatūrā. Tā ir līdz šim zemākā temperatūra, kādā novērota baktēriju augšana. Pētnieki uzskata, ka apstākļi, kādos šīs baktērijas dzīvo uz Zemes, varētu būt līdzīgi arī uz Marsa un Encelāda, Saturna sestā lielākā pavadoņa.

Aukstums ir būtisks dzīvības procesu ierobežotājs un temperatūra, līdz kādai dzīvas būtnes dažādās ekosistēmās var palikt aktīvas ir viens no faktoriem, kas nosaka, vai Marss jeb kāda cita vieta Saules sistēmā ir piemērota dzīvības pastāvēšanai. Līdz šim zemākā zināmā temperatūra, kādā mikrobi spēja augt un veikt metaboliskas reakcijas bija, atbilstoši, −12 °C un −32 °C. Galvenie faktori, kas apstākļos, kad temperatūra ir zemāka par 0°C, traucē bioloģisko aktivitāti ir ūdens kristalizācija (sasalšana), molekulu kustības un enerģijas apmaiņas procesu palēnināšanās. Savukārt, tik lielā sāls šķīdumā, kas novērš ledus veidošanos un rada vidi, kurā dzīvība var pastāvēt temperatūrā zem ūdens sasalšanas punkta, mikrobiem jāpārvar augsts osmotiskais stress. Tāpēc, cik zināms, visi aukstumizturīgie, par kriofīliem dēvētie mikroorganismi, vienlaikus ir arī halofīli (osmo-izturīgi "sāls mīļi", kuru fizioloģija ļauj bloķēt osmozes izraisītu dehidrāciju). Kā tādi, šie organismi ir vislabākie modeļi, kurus izpētot iespējams rast priekšstatu par galējām zemas temperatūras robežām, kuru ietvaros var notikt dzīvības procesi.

Meklējot visizturīgākos, skarbajā augstās Arktikas vidē dzīvojošos mikrobus, Makgila universitātes zinātnieku komanda profesora L.Vīta un pēcdoktorantūras pētnieces N.Mikitčukas vadībā Elzmieras salā (Kanāda) mūžīgajā sasalumā atrada baktēriju Planococcus halocryophilus (celms OR1), kura spēj augt un dalīties līdz pat -15°C zemai temperatūrai, bet palikt aktīva (elpot) līdz pat -25°C. Baktērija, kas tika izdalīta no mūžīgā sasaluma zonā paņemta ledus un iežu parauga, kā zinātnieki uzskata, dzīvo sīkās, ledū esošās sāls šķīduma (18% NaCl) dzīsliņas. Pavisam P.halocryophilus sastāda apmēram 5,8% no paraugu ņemšanas vietā konstatētā kopējā baktēriju daudzuma.

Lai saprastu, kā P.halocryophilus spēj dzīvot šādos apstākļos, zinātnieki izpētīja tās genomu, šūnu fizioloģiju un aktīvo (transkribēto) gēnu kopumu. Izrādījās, ka adaptāciju īpaši aukstai un sāļai videi baktērija izveidojusi, veicot nozīmīgas izmaiņas šūnas struktūrā un funkcionalitātē - strukturālās izmaiņas tika atklātas šūnapvalkā un membrānā, kas pie zemākām temperatūrām saturēja lielāku daudzumu piesātinātās taukskābes (citi kriofīli parasti membrānu pret aukstumu aizsargā ar nepiesātinātām taukskābēm), bet genoma izpēte parādīja, ka P.halocryophilus pastiprināti sintezē aukstumizturīgus, nereti par "antifrīziem" dēvētus proteīnus, kas ļauj gan saglabāt šķidru šūnas iekšējo vidi, gan bloķēt lielā osmotiskā gradienta negatīvo iedarbību.

Ņemot vērā, ka P.halocryophilus ir baktērija, kas var augt plašā temperatūras diapazonā, no +37 °C līdz −15 °C, kā arī to, ka mūžīgais sasalums aizņem apmēram 26% planētas sauszemes teritorijas, pētnieki norāda, ka, turpinoties globālajai sasilšanai, šī mikroorganisma aktivitātes pieaugums, kurš sagaidāms jau mīnusu diapazonā, atmosfērā var atbrīvot lielu daudzumu oglekļa dioksīda un metāna gāzi.

Augšējā attēlā: Pētījuma vadītāji, profesors L. Vīts un pēcdoktorantūras pētniece N. Mikitčuka ņem ledus paraugus Elzmieras salā, Kanādas Arktikā. Makgila universitātes publicitātes foto.

Avots:
nature.com

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.