В марсианской почве содержится нечто, мешающее выживанию в нем земных бактерий, а следовательно, и сельскому хозяйству. Недавно ученые обнаружили, что именно, используя тихоходки — крошечные живые существа, славящиеся соей выносливостью.
Вред марсианской почвы
Тихоходки, более известные как водяные медведи, могут дать реалистичное представление о том, как человечество способно адаптировать внеземные ресурсы для поддержки космических миссий. В то же время они помогают выяснить, могут ли эти ресурсы служить барьером против земных загрязнителей, которые люди потенциально способны занести с собой.
Международная группа исследователей под руководством профессора микробиологии Пенсильванского университета в Альтуне Кориена Бакерманса недавно обнаружила, что активность тихоходок — ключевой показатель их здоровья значительно снижалась, когда их помещали в имитированный марсианский реголит. Это рыхлые минеральные отложения, покрывающие коренные породы планеты или спутника, подобные почве на Земле. Однако простое промывание реголита водой перед введением тихоходок, как оказалось, удаляло некоторые вредные элементы и в основном смягчало влияние на их активность.
Бейкерманс, который координирует биологическую программу Пенсильванского государственного университета в Альтуне, отмечает, что марсианский реголит рассматривают не только как потенциальный субстрат для выращивания растений в рамках создания самодостаточного сообщества. Его также исследуют на наличие присущих ему вредных факторов, которые могли бы препятствовать занесению земных микроорганизмов — что и является одной из ключевых целей планетарной защиты.
Почему важна защита других планет
Защита планеты означает защиту внеземных тел от загрязнения с Земли и наоборот. Он также направлен на то, чтобы научные исследования, проводимые в рамках космических экспедиций, как людьми, так и работами, были максимально свободны от загрязнения. Эта практика была согласована многими странами и регулируется несколькими космическими агентствами, включая NASA.
По словам Бакерманса, если планета имеет собственный защитный механизм от внеземных захватчиков в покрывающей ее поверхность реголите, то это может быть одним из факторов, о котором не стоит беспокоиться тем, кто планирует космические миссии. Однако такой механизм, вероятно, будет означать, что люди, надеющиеся создать базу, не смогут адаптировать реголит для своих нужд, например для выращивания пищи. Если защита будет достаточно сильной, она может напрямую повредить людям.
«Мы многое знаем о бактериях и грибках в моделированном реголите, но очень мало о том, как они влияют на животных, даже микроскопических, таких как тихоходки, — сказал Бакерманс, объяснив, что моделируемый реголит предназначен для точного воспроизведения минерального и химического состава поверхности Марса. — Мы исследовали конкретное изолированное влияние реголита на тихоходки».
Как марсианская почва повлияла на тихоходок?
Исследователи использовали два имитатора марсианского реголита, оба имитируют реголит, который марсоход NASA Curiosity Rover взял из месторождения Rocknest в кратере Гейл, к югу от экватора планеты. Один имитатор, MGS-1, был первоначально разработан для использования в качестве «глобального» реголита, представляющего поверхность планеты в целом. Другой, OUCM-1, был разработан позже, чтобы более точно имитировать конкретную область отбора проб, уделяя особое внимание химическому составу, кроме минерального состава.
Бакерманс смешал активные тихоходки с образцами каждого имитатора реголита и с помощью микроскопа в течение нескольких дней проверял уровень их активности.
«В случае имитатора MGS-1 мы наблюдали значительное угнетение — снижение активности — в течение двух дней», — сказал Бакерманс. «Это было очень вредно по сравнению с OUCM-1, который также имел угнетающий эффект, но гораздо меньше».
Тихоходки имеют два состояния: активное и спящее. В неактивном состоянии, обычно достигаемом из-за сильного обезвоживания, они могут выжить в вакууме космоса, глубинах океана и почти в любых других условиях. Когда они становятся активными из-за регидратации, тихоходки становятся более чувствительными, но все еще способны оставаться активными в условиях низких температур, изменения доступности пищи и других сложных условий. Однако тихоходки, подвергшиеся воздействию MGS-1, не проявляли активности уже через два дня после воздействия.
Что выявило промывание реголита
Ученые были удивлены тем, насколько вредным оказался имитатор MGS-1. Они выдвинули гипотезу, что в нем может быть что-то специфическое, что можно вымыть. Исследователи промыли MGS-1 водой и смешали его со свежими тихоходками. Эти тихоходки почти не потеряли активности.
«Похоже, в MGS-1 содержится что-то очень токсичное и водорастворимое — возможно, соли или другие соединения, — отметил Бакерманс, добавив, что команда продолжает исследования. — Это стало для нас неожиданностью, но в определенной степени это хорошая новость: защитные свойства реголита могут сдерживать земные загрязнители. В то же время его, вероятно, можно промыть, чтобы сделать более пригодным для выращивания растений и более безопасным для людей, которые с ним контактируют».
Вода в космосе является дефицитом, поэтому промывание реголита не является идеальным решением, но Бакерманс сказал, что понимание того, что вредный компонент можно смыть, полезно для создания базы знаний.
Другие факторы воздействия на живые организмы на Марсе
Кроме изучения влияния конкретных составляющих реголита, исследователи изучают дополнительные условия, такие как атмосферное давление и перепады температуры, которые могут влиять на активность.
«Реголит, конечно, не единственный компонент, — сказал Бакерманс. – Но мы начинаем разбирать компоненты этой общей системы, где любая отдельная часть может быть недостатком или преимуществом для более глубокого понимания защиты планеты».
За матеріалами phys.org
