Холодные сердцем
Говоря о жизни на вторых планетах, мы в большинстве случаев воображаем себе Почву-2: светло синий небо, зеленая растительность, золотой песок. Но ученые ищут следы судьбы в совсем различных условиях — среди них и под толщей льда некоторых небесных тел.
Для микроорганизмов такая среда обитания в полной мере подходит.
В сентябре 2017 года всю землю следил за окончанием миссии орбитальной станции «Кассини». Аппарат был стёрт с лица земли в плотных слоях воздуха Сатурна еще и чтобы обезопасисть ледяные спутники планеты от потенциального заражения земными микробами. на данный момент ученые предполагают, что на них, в океанах под толщей льда, может прятаться внеземная судьба.
Но спутники Сатурна — далеко не единственные объекты, где в таких условиях способны существовать организмы.
— На данный момент деятельно ведутся дискуссии о том, в каком направлении направляться сосредоточить упрочнения в отыскивании внеземной судьбе. Потому, что одним из наиболее значимых факторов ее существования есть наличие воды, самый перспективным объектом изучений на данный момент считаются ледяные спутники планет-гигантов, где под толщей льда смогут прятаться океаны, условия в которых весьма похожи на условия в подледных антарктических озёрах, — говорит исследовательница из космонавтики и Германского центра авиации, посетившая в прошедшем сезоне Новосибирск для принятие участия в интернациональной конференции GeoRAMAN-2016, врач Уте Бёттгер.
— В качестве самый известного примера возможно привести один из спутников Юпитера — Европу. Как и у планет земной группы, у Европы имеется мантия и металлическое ядро, сложенная силикатными горными породами.
Поверхность спутника, но, всецело покрыта ледяным панцирем, под которым находится слой воды в жидком состоянии. Доказательством его существования есть магнитное поле Европы — чтобы оно появилось, нужно наличие в недрах жидкого слоя, проводящего электрические токи (при Почвы, к примеру, это внешнее ядро, складывающееся из расплавленного железа).
Мы должны быть готовы к тому, что независимо появившиеся живые совокупности смогут применять хорошие от жизни полимеры.
— Не смотря на то, что самый высока возможность происхождения самовоспроизводящихся совокупностей на базе как раз углеродно-азотных полимеров (как и при жизни), подробности их строения смогут без шуток различаться, — растолковывает сотрудник Университета молекулярной и клеточной биологии СО РАН кандидат биологических наук Владимир Трифонов. — К примеру, пептидно-нуклеиновые кислоты либо треозо-нуклеиновые кислоты, каковые мы можем приобретать искусственно, имели возможность когда-то предшествовать простым нуклеиновым кислотам (РНК и ДНК) на Земле, но одновременно с этим закрепиться как главные носители наследственной информации при независимо эволюционировавшей жизни.
На данный момент изучение ледяных спутников Юпитера (до тех пор пока без посадки на поверхность) планируют все наибольшие космические агентства: NASA (проект Europa Clipper), Роскосмос (проект «Лаплас — П») и Космическое агентство ЕС (проект JUICE). Самый проработанным на сегодня есть проект JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer), предполагающий запуск космического аппарата в 2022 г. и выход его на орбиту Юпитера в 2030 г. В течение 2,5 лет аппарат будет подробно изучать спутники данной планеты, а также на предмет наличия подледных океанов.
До тех пор пока миссии не начались, ученые готовятся к ним на Земле. самый удачный объект для этого — озеро Восток в Антарктиде. Это наибольший подледный водоем, размер которого 250 х 50 км, а глубина — более 1,2 км.
Оно находится в условиях полной темноты, большого давления (400 воздухов) и температуры около –3 °C, что соответствует предполагаемым чертям подледных океанов на ледяных спутниках планет-гигантов. Бурение четырехкилометровой толщи льда с целью достигнуть воды было начато еще в первой половине 90-ых годов XX века. на данный момент у ученых имеются образцы выбуренного озерного льда (другими словами воды озера, намерзшей на ледник снизу), и льда, оказавшегося из озерной воды, вставшей в пробуренную скважину.
Их изучение разрешает отрабатывать методики, каковые в будущем понадобятся для поиска судьбы на ледяных спутниках планет-гигантов.
— Инициатором отечественных изучений стал заведующий лабораторией криоастробиологии Петербургского университета ядерной физики Сергей Булат. Его лаборатория занимается изучением образцов с антарктической станции «Восток», ведущей бурение четырехкилометровой толщи льда, под которой прячется одноименное наибольшее подледное озеро Антарктиды, — говорит Уте Бёттгер. — Сергей обратился к нам, потому, что искал способ для изучения включений в керне озерного льда без растапливания примера.
Как биолога, Сергея интересовала возможность обнаружения в таких включениях следов судьбы, запечатанной подо льдом в воде озера в течении как минимум 14 миллионов лет. Потому, что рамановская спектроскопия, которой мы занимаемся, известна собственной эффективностью при изучении включений в минералах, мы очертя голову дали согласие применить ее и к примерам льда озера Восток.
Большинство ледяного керна, извлеченного при бурении, остается на хранении в Антарктике, но его фрагменты, предназначенные для изучения, были перевезены во Францию в лабораторию гляциологии Университета Жозефа Фурье в Гренобле. В данной лаборатории, где имеется особые холодные (–15 °С) помещения, осуществлялась подготовка образцов озерного льда с минеральными включениями — выпиливались мелкие сегменты, каковые после этого помещались в особые криоконтейнеры и отправлялись в Берлин для изучения.
Первый посланный пример не содержал включений — отечественной задачей было только отработать на нем методику, обеспечивающую сохранность льда на протяжении анализа. Лишь затем нам предоставили пример с включениями, спектры которых предстояло изучить. самый неожиданным результатом изучений было обнаружение в минеральном включении аморфного углерода, характерного для космической пыли и пыли комет в целом.
Отдельной задачей есть изучение следов ДНК в пробах с озера Восток, которое окажет помощь не только отработать методику для астробиологических изучений, но и дополнит представления людей о жизни на Земле.
— Главная сложность биологического изучения аналогичных образцов содержится в необходимости исключить все вероятные источники загрязнения (контаминации) посторонними молекулами ДНК, потому, что их фрагменты присутствуют много в водоемах, на частицах пыли в воздухе, на коже и одежде исследователей, в химических реактивах, — комментирует Владимир Трифонов. — Для обнаружения характерной для объекта ДНК (особенно в низкой концентрации) исследователь обязан проверить на содержание ее следов все предметы, реактивы и людей, соприкасавшиеся с примером. Еще сложнее с бактериальной ДНК, где большое разнообразие организмов, многие из которых до сих пор не изучены, сочетается с их высокой распространенностью.
Для решения, например, данной неприятности были созданы так именуемые способы секвенирования ДНК нового поколения, сочетающие максимально детальное изучение ДНК как в примере, так и в контрольных пробах с тщательной статистической обработкой взятых данных. Использование этих способов к примерам из озера Восток видится особенно перспективным.
Второй ответственной проблемой есть обнаружение как раз жизнеспособных микроорганизмов, потому, что в условиях низкой температуры фрагменты ДНК смогут сберигаться не меньше миллиона лет по окончании смерти организма, и их присутствие не есть показателем современного существования судьбы. Это особенно сложно, потому, что многие организмы тяжело культивировать в лабораторных условиях.
При таких условиях вероятно использование способов секвенирования генома единственной клетки, каковые разрешат хотя бы косвенно реконструировать метаболизм микроорганизмов, населяющих среду, отрезанную от простых дорог получения энергии.
Подготовил Сергей Ращенко, ИГМ СО РАН
Источник: www.sbras.info
ХОЛОДНОЕ СЕРДЦЕ Всецело : Frozen
