Найденных на внешней обшивке Международной Космической Станции?
Вкратце - в рамках программы исследования жизнеспособности бактерий в условиях космического пространства (проводимой русскими космонавтами на МКС) с внешней поверхности станции регулярно берутся мазки, затем анализируемые на содержание биологических составляющих. Ранее (летом 2017 года) в таких пробах были уже обнаружены фрагменты ДНК земных микроорганизмов, предположительно, вынесенных в Космос из земной атмосферы.
И вот теперь космонавты обнаружили на внешней поверхности станции не просто фрагменты ДНК или бактериальные споры, но вполне себе живые бактерии, успешно поселившиеся и размножающиеся в условиях космического вакуума, регулярных экстремальных перепадов температур и жесткого ультрафиолетового облучения. При этом космонавты убеждены, что раньше этих бактерий на поверхности модулей станции не было.
Три основные версии:
* Бактерии были занесены случайно космонавтами - наиболее, следует честно признать, вероятный сценарий. И все же даже в этом случае, мы многое сможем узнать о способности микроорганизмов не только выживать в вакууме, но и успешно заселять новые площадки - в столь неблагоприятных условиях!
* Бактерии были занесены из Космоса но имеют земное происхождение - второй по вероятности сценарий. За последние годы, было предложено несколько возможных механизмов "выноса" вполне земных бактерий в ионосферу Земли, и фрагменты ДНК земных бактерий вполне себе наблюдались в космической пыли, собранной с обшивки МКС. Таким образом, открытие жизнеспособных бактерий на МКС вполне может перевернуть наши взгляды на возможность панспермии. Пусть даже и панспермии "от нас", т.е. переноса микрожизни с Земли к другим планетам.
* Ну, и наконец самый волнующий - и самый, надо признать, маловероятный сценарий - что бактерии на поверхности МКС действительно являются организмами внеземного происхождения. Трудно даже представить научные последствия такого открытия: на целый ряд ключевых вопросов биологии могут быть получены ответы просто за счет того, что мы наконец-то сможем узнать - насколько типичным было развитие жизни на Земле.
Вне зависимости от того, какой сценарий все же будет признан истинным - хотелось бы, разумеется, чтобы третий... :) - наше познание Вселенной и жизни на Земле продвинется значительно. И это - очередной важный аргумент в пользу именно человеческого освоения Космоса. Да, соответствующим образом спроектированные автоматы могут ставить эксперименты не хуже людей. Но могут ли автоматы подмечать случайности?...
Условия микрогравитации приводят к постоянным мутациям у бактерий, вынуждая их очень быстро размножаться.
© progress.online
По всей видимости, так запускается защитный механизм и это не самая хорошая новость для человечества. Организм каждого из нас переполнен бактериями и могут быть серьезные проблемы при освоении космического пространства.
Эксперимент с кишечной палочкой
Астробиологи из Университета Хьюстона провели исследование колонии бактерий Escherichia coli (кишечная палочка), проследив за 1000 поколений простейших в условиях имитации микрогравитации. Было обнаружено, что бактерии размножались в 3 раза быстрее чем их "собратья", находящиеся в привычных земных условиях.
Кишечная палочка продемонстрировали 16 типов мутаций и пока не совсем известно, как это влияет на скорость развития бактерий и является ли это какой-то индивидуальной особенностью отдельных особей.
"Это было самое масштабное исследование в данном направлении. Мы рассматривали весь геном бактерий, фиксируя каждую отдельную мутацию", - прокомментировал эксперимент Джейсон Розенцвейг, один из членов научной команды.
Когда бактерии из условий микрогравитации были помещены в обычные земные, то 72% особей сохранили свои мутации, что указывает на постоянную угрозу для жизни тех, кто будет участником длительного космического путешествия.
"Мы видим быстрые и необратимые изменения. Нам нужно понять, что заставляет бактерии мутировать и размножаться с такой скоростью", - дополнил коллегу Джордж Фокс.
Угроза для землян
Предыдущие исследования еще никогда не были настолько глубокими и их продолжительность в условиях микрогравитации была значительно скромнее.
© kidskunst.info
Ранее был зафиксирован аномально быстрый рост бактерий при изменении привычных условий и установлено, что большинство известных штаммов бактерий растут на 60% быстрее именно в условиях микрогравитации.
На данный момент на борту МКС тоже проводятся непродолжительные эксперименты по выращивании бактерий и члены экипажа отмечают необычное поведение простейших.
"Дальнейшее изучение поведения бактерий в условиях микрогравитации крайне важно. Мутировавшие организмы способны вернуться на Землю, но и здесь они будут сохранять агрессивное поведение, быстрый рост и зашкаливающую скорость размножения. Это явная угроза для всей нашей цивилизации, а не только для колонистов", - сказал Джейсон Розенцвейг.
Кишечная палочка, которая была подвержена эксперименту, несмотря на ряд мутаций, осталась бессильна перед антибиотиками и это, пожалуй, все еще хорошая новость.
Внезапно разгоревшийся интерес космического агентств к микробиоте человеческого организма в целом и анаэробным кишечным бактериям в особенности начался с одного странного доклада, прочитанного перед аудиторией состоявшей из летчиков-испытателей и медиков НАСД* в конце апреля 1964 года.
Как будто главному врачу НАСД Чарльзу Берри и без того не хватало забот с предсказаниями, что глазные яблоки будут лопаться при нулевой гравитации (к счастью, опровергнутыми) или что после длительного пребывания в невесомости мышцы и кости будут превращаться в кашу! А теперь еще нашелся ученый утверждавший, что главной опасностью для астронавтов могут оказаться поцелуи их жен после возвращения мужей из изоляции в богатую микробами земную атмосферу. “Микробный шок” - вот как назвал это Дон Лаки в своем докладе на организованной НАСА конференции на тему “Питание в космосе”, проходившей в Университете Южной Флориды14. “Смертельный поцелуй Дона Лаки” - такие заголовки появились на следующий день в газетах.
Лаки, один из первопроходцев гнотобиологии, уже знал, что происходит, если изолировать небольшую группу выращенных обычным способом крыс в герметически закрытой камере, а затем поить их стерильной водой и кормить исключительно стерильной пищей (ситуация, не лишенная сходства с положением астронавтов, живших в течение всего полета на растворимых напитках марки Тапд и сублиованных продуктах). Через пару месяцев разнообразие митерий в кишечниках этих животных сокращалось с сотни лишним до всего лишь одного или двух видов.
“Наша нормальная микрофлора образована, очевидно, не столько коренным населением, сколько непрерывным потоком новых иммигрантов”, - объяснял Лаки. £6з их притока эта богатая и разнообразная экосистема градирует в направлении монокультуры. В зависимости оттого, кто при этом победит, уже сама по себе потеря разнообразия может оказаться смертельной. В качестве примера Лаки привел кишечную палочку. В благотворном присутствии каких-то других кишечных бактерий, сказал он, кишечная палочка остается безвредной. Но сама по себе она оказалась смертоносном 5. При этом даже если победителем окажется какой-нибудь безвредный микроорганизм, результатом такой победы может стать “обленившаяся” иммунная система. В своих экспериментах Лаки наблюдал, как легко животные с обедненной микрофлорой заболевали и умирали после того, как их возвращали обратно в нормальную крысиную колонию.
Отсюда и возникла идея “смертельного поцелуя”. Полет на Луну должен был продлиться около трех недель. Прибавьте к этому месячный карантин после возвращения (чтобы убедиться, что астронавты не подхватили какую-нибудь опасную лунную инфекцию). Они вернутся из изоляции с обедненной микрофлорой и нарушенной работой иммунной системы. А жены бросятся к ним в объятия с поцелуями. “У нас не может быть серьезных сомнений в том, что одной из проблем будущих астронавтов станет та или иная разновидность, или те или иные разновидности, микробного шока, - подытожил Лаки.
Некоторые из этих разновидностей могут оказаться настолько легкими, что будут представлять лишь чисто научный интерес. Другие могут вызывать болезни и смерть”.
Предсказания Лаки сделали “просто интересную” проблему микрофлоры человеческого организма вопросом жизни и смерти. Чарльз Берри быстро изыскал для Лаки средства на изучение микрофлоры приматов, которых в течение года содержали на диете из обезвоженной и облученной космической пищи. Заодно Лаки сумел провести исчерпывающий учет микроорганизмов в рамках запланированного ранее исследования физических и психологических последствий тридцатидневного пребывания шести летчиков-испытателей в условиях, приближенных к космическим. Этот учет включал десятикратное взятие мазков из горла, ротовой полости и с поверхности кожи, а также ежедневный анализ стула в течение всего периода изоляции. Все образцы передавались через туннель с двумя дверями, разделявший летчиков и микробиологов Лоррейн Голл и Филлис Райли. В ходе работы исследовательницы использовали более 150 тысяч чашек Петри и пробирок с питательной средой и изучили более ю тысяч микропрепаратов. Правда, их работа ограничивалась известными микроорганизмами, то есть поддающимися выращиванию в лабораторных культурах, в том числе и некоторыми анаэробами из числа наименее привиредливых.
Как и ожидалось, они обнаружили, что общая численность бактерий на коже астронавтов за время изоляции и ограниченной возможности мыться возрастала, причем некоторые потенциально опасные разновидности стафилококков и стрептококков стали доминировать. Ни одно из этих изменений не привело к развитию заболеваний. Однако существенный сдвиг в кишечной микрофлоре космонавтов породил в ограниченном пространстве испытательной камеры другую, более неотложную, проблему - вспышку метеоризма, столь неприятную, что специалисты НАСА по питанию получили срочное указание исследовать влияние диеты на выделяющих газы кишечных бактерий.
И всё же все шестеро астронавтов вышли из экспериментальной камеры здоровыми и оставались здоровыми Течение следующего месяца. Исследование оставило \ ответа вопрос о том, могут ли у астронавтов произойти кие-то более существенные изменения в результате более продолжительной изоляции, и если да, то какие.
В 1966 году Берри получил повышение: из “главного тора астронавтов” он стал руководителем отдела биомедицинских исследований НАСА. Помимо необходимости защитить астронавтов от микробного шока перед ним стояла задача сделать так, чтобы их собственные бактерии не помешали запланированным поискам жизни на Луне, ученые НАСА смогли бы отличить лунных микробов (если они существуют) от земных лишь в том случае, если у них в распоряжении будет полный перечень всех организмов, “загрязняющих” самих астронавтов, их скафандры, оборудование и вообще все, к чему они прикасаются. Берри положил начало исследованиям в этом направлении, возглавив подготовку систематического каталога микрофлоры кожи и ротовой полости астронавтов до и после двух предшествующих полетов кораблей серии “Джемини”. Он нанял микробиолога Джеральда Тейлора, чтобы тот возглавил подготовку более полного каталога микрофлоры команды для всех полетов “Аполлонов”.
Что касается опасных изменений в микрофлоре астронавтов, Тейлор выяснил, что у участников первых полетов “Аполлонов” наблюдались симптомы, соответствующие заражению грибком Candida, в изобилии отмеченном в ротовой полости и в образцах стула многих астронавтов, возвращавшихся из полетов на “Аполлонах”. Поэтому он предсказывал, что, за исключением легко излечимой молочницы полости рта, ничто более серьезное не должно случиться в результате более продолжительной изоляции, которую предполагал предстоящий полет “Аполлона-11” на Луну. В августе 1969 года, когда Базз Олдр Нил Армстронг и Майкл Коллинз прошли после возвращения с Луны трехнедельный карантин, никто не запрещал женам их целовать, хотя Берри и позаботился о том чтобы избавить астронавтов от обычной толпы репортёров и фотографов, выпустив их из карантина глубокой ночью.
Но микробиологи и врачи НАСА не забывали о возможности микробного шока в свете уже планировавшегося тогда запуска орбитальной станции “Скайлэб”, на которой астронавтам предстояло проводить до нескольких месяцев Наметившаяся разрядка в соревновании НАСА с советской космической программой усугубила эти страхи, потому что советская сторона сообщала о намного более серьезных и потенциально опасных изменениях в микрофлоре космонавтов, чем какие-либо изменения, выявленные в исследованиях НАСА. Самым загадочным был отмеченный советскими исследователями настоящий захват кишечного тракта горсткой устойчивых к медикаментам и производящих токсины бактериальных штаммов.
Берри изо всех сил добивался выделения средств на проведение подробнейшего пятидесятишестидневного исследования имитации полета на “Скайлэб” в испытательной камере для создания условий больших высот в Космическом центре имени Джонсона. Но после победы в лунной гонке конгресс урезал щедрый годовой бюджет НАСА на сотни миллионов долларов. Берри удалось добыть для Тейлора сумму, которой хватило лишь на проведение поверхностного анализа микробиоты команды и от которой осталось немного денег, позволивших поручить другой группе более глубокое исследование кишечных бактерий тех же астронавтов. И все же этих остатков хватило на то, чтобы дать толчок изучению анаэробной “темной материи” человеческого микрокосмоса.
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.
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.
Loading...