Mikrób, ktorý prežil extrémne dávky žiarenia a mrazy, dokáže využívať marťanskú pôdu na tvorbu kyslíka a pomôcť pri hľadaní života vo vesmíre.
Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphotos.com. Autor: Namscience
Extrémofily sú obľúbeným nástrojom astrobiológov. Nielenže sú dobré na pochopenie extrémnych prostredí, v ktorých môže život prežiť, ale niekedy sú užitočné aj ako skutočné nástroje, ktoré vytvárajú materiály potrebné pre iný život – napríklad kyslík – v týchto extrémnych prostrediach.
Nedávny článok Danielly Billiovej z Rímskej univerzity Tor Vergata, publikovaný v časopise Acta Astronautica, skúma, ako jeden konkrétny extrémofil plní úlohu užitočného testovaného subjektu i užitočného nástroja súčasne. Týmto extrémofilom je sinica s názvom Chroococcidiopsis.
Sinica Chroococcidiopsis pochádza z púšte, pričom jej vzorky sa našli aj v Ázii, Severnej Amerike a dokonca aj na Antarktíde, ktorej veľké časti sú napriek pretrvávajúcemu snehu v skutočnosti púšťou.
Letové vybavenie na vonkajšej strane ISS so sušenými mikróbmi Chroococcidiopsis počas cesty na Mars. Zdroj: Roscosmos/ESA
Prežil extrémne experimenty
Vzhľadom na drsné vlastnosti sa už niekoľko štúdií zaoberalo rôznymi aspektmi tohto mikróbu a dôsledkami toho, ako by mohol život prežiť na iných planétach alebo v samotnom vesmíre. Experiment BIOlogy and Mars EXperiment (BIOMEX) a oveľa zaujímavejší experiment Biofilm Organisms Surfing Space (BOSS) použili modul Exposing Organisms to a Space Environment (EXPOSE) na Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS).
V podstate tieto experimenty vystavili mikrób drsnosti otvoreného vesmíru, aby sa zistilo, ako dobre prežije. Každý experiment trval približne rok a pol. BIOMEX sa zameral na jednotlivé bunky, zatiaľ čo BOSS na biofilmy. Oba experimenty zaznamenali, že hlavným ničiteľom buniek bolo UV žiarenie, a oba potvrdili, že aj jednoduchá ochrana priniesla bunkám pod ňou obrovské výhody.
V prípade BIOMEX-u bola táto ochrana zabezpečená tenkou vrstvou horniny alebo regolitu, zatiaľ čo v prípade experimentu BOSS prišla vo forme vrchnej vrstvy buniek v biofilme, ktoré sa obetovali a stali sa provizórnou ochrannou vrstvou blokujúcou UV žiarenie, aby nedosiahlo nižšie úrovne.
Pozrite si
Dokonalá regenerácia
Zaujímavé je, že keď boli mikróby po experimente BIOMEX prinesené späť na Zem, boli rehydratované, pred experimentom im bola totiž odstránená voda. Vedci si však všimli, že ich mechanizmy opravy DNA dokázali opraviť poškodenie DNA, ktoré utrpeli.
Ešte pôsobivejšie je, že v budúcich generáciách nedošlo k žiadnemu zvýšeniu mutácií v porovnaní s kontrolným kmeňom, ktorý zostal na Zemi. Inými slovami, mechanizmy opravy DNA Chroococcidiopsis boli také účinné, že sa dokázali zotaviť z vystavenia rok a pol trvajúcemu priamemu vesmírnemu žiareniu bez ochrany a vrátili sa v pôvodnom stave.
Vesmír však nie je jediným miestom, kde sa môžu tieto extrémofilné experimenty vykonávať. Niekoľko testov sa uskutočnilo i na Zemi. V jednom experimente ožarovali vzorku mikróbu takmer 24 kGy gama žiarenia, čo je 2 400-krát viac, ako je smrteľné pre človeka. Mikróby Chroococcidiopsis prežili. V inom experimente pri ešte vyšších dávkach gama žiarenia síce baktérie zahynuli, no ich chemické stopy – napríklad pigmenty karotenoidy – zostali zachované, čo z nich robí dôležité ukazovatele i pre hľadanie dávno vyhynutého života na Marse.
Dokáže prežiť aj extrémne mrazy
Ďalší test na Zemi ukázal, že Chroococcidiopsis dokáže prežiť mrazivé teploty, aké by sa mohli nachádzať na mesiaci Jupitera Európa alebo na Saturnovom Encelade. Pri teplotách okolo -80 °C baktérie upadli do akéhosi spánku – do sklovitého stavu, z ktorého sa dokázali prebrať späť k životu, keď sa podmienky zlepšili.
Ale to nie je všetko, čo Chroococcidiopsis dokáže. Môže žiť na lunárnej a marťanskej pôde a produkovať kyslík iba pomocou siníc a fotosyntézy. Dokáže dokonca prežiť vysokú hladinu chloristanov nachádzajúcich sa v marťanskej pôde, čo je pre mnohé pozemské formy života zložitá záležitosť, a to „zvýšenou reguláciou“ svojich génov na opravu DNA, ktoré pôsobia proti poškodeniu spôsobenému chloristanmi.
Niekoľko budúcich misií dúfa, že preskúma ďalšie aspekty tohto extrémofila. Medzi ne patrí misia CyanoTechRider, ktorá bude sledovať, ako mikrogravitácia ovplyvňuje proces opravy DNA v mikróbe. BIOSIGN sa zas pokúsi poháňať Chroococcidiopsis pomocou ďalekého infračerveného svetla, ktoré je schopné využívať na fotosyntézu, čo je medzi sinicami a rastlinami všeobecne vzácna schopnosť. Výsledky tohto experimentu by mohli prispieť k chápaniu života okolo hviezd typu trpaslík spektrálnej triedy M, ktoré vyžarujú prevažne infračervené svetlo.
Zdroj: Science Alert, Acta Astronautica
(LDS)
