«Бактерии… Из космоса… Не может быть!» Мне почему то это сразу напомнило недавний фантастический фильм - "Живое". Кстати, обратили внимание, что в нем командиром космической станции был российский космонавт. Но сейчас не об этом.
Российские космонавты обнаружили бактерии, обитающие на внешней поверхности Международной космической станции (МКС).
Образцы с поверхности корпуса были взяты с помощью ватных тампонов во время экспедиции в рамках российской программы космических исследований. Пробы собирались с тех частей станции, где происходил выброс отходов топлива во время работы двигателя.
После того, как образцы были доставлены обратно на Землю, ученые, вернувшись домой, обнаружили нечто весьма любопытное. «Оказалось, что на этих тампонах имеются бактерии, которых не было во время запуска модуля МКС, – рассказал российский космонавт Антон Шкаплеров корреспонденту агентства ТАСС в понедельник.
«Другими словами, они пришли из открытого космоса и поселились на внешней поверхности корпуса станции. В настоящее время они изучаются. Пока нам представляется, что эти бактерии не представляют никакой опасности», – добавил он.
Происхождение обнаруженных микроорганизмов пока не получило окончательного подтверждения, однако эксперты считают маловероятным, что это на самом деле какие-то внеземные бактерии. Агентство ТАСС также отмечает, что эти бактерии были, скорее всего, занесены на МКС на поверхности компьютерного планшета, принадлежащего членам экипажа, или какого-то иного оборудования, загрязненного земными микроорганизмами.
Тем не менее, хотя это и не вполне внеземная жизнь, невозможно отрицать, что находка в высшей степени интересная. Космонавты также показали, что бактериям земного происхождения удалось выжить на внешней стороне космической станции, несмотря на то, что на протяжении нескольких лет они находились в космическом вакууме, совершая «круиз» на высоте 435 километров по низкой околоземной орбите.
Следует также напомнить, что температура на внешней поверхности космической станции подвержена экстремальным колебаниям. Она может варьироваться от 121 °C на солнечной стороне до -157 °C на теневой стороне станции. Так что, каким бы ни было происхождение этих бактерий, им пришлось совершить чертовски нелегкое путешествие.
Ученые уже давно интересуются всем, что связано с бактериями и космосом. Только месяц назад международная группа исследователей опубликовала результаты работы, в рамках которой ученые отправили культуры кишечной палочки Escherichia coli, бактерии, обнаруженные в экскрементах, которые образуются в результате пищевого отравления, на Международную космическую станцию. К своему большому удивлению, они обнаружили, что бактерии Escherichia coli в условиях космоса гораздо более устойчивы к антибиотикам, чем в земной атмосфере. Им даже удалось выяснить, как и почему происходит это странное явление.
источники
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.
Нередко можно услышать: мне понятно, почему ученые направляли в космос высокоорганизованных живых существ - собак. Это необходимо для обеспечения полной безопасности космического полета человека. Но зачем нужно было отправлять на кораблях-спутниках микроорганизмы и даже субмикроскопические существа - ? Вот на этот вопрос я и хочу кратко ответить в этой статье.
Использование одноклеточных организмов в космических экспериментах вызывалось целым рядом причин, и прежде всего, конечно, тем, что в межпланетном пространстве могли обнаруживаться излучения, способные вызывать серьезные клеточные повреждения у животных. Не исключено, что у собак и кроликов, побывавших в космосе, отклонения могли и не выявиться, так как целостный организм способен компенсировать скрытые клеточные повреждения. Вместе с тем возникает и другая, не менее важная в практическом и теоретическом отношении проблема - влияние космического излучения на наследственность.
Теперь легко объяснить, почему было решено использовать микроорганизмы. Они обладают большим диапазоном чувствительности к ионизирующей радиации, начиная от одного до нескольких тысяч рентген. Это позволяет изучить биологическое действие самых различных доз космического излучения, с которыми мог бы встретиться космонавт во время полетов по заданной орбите. В опытах на кораблях-спутниках в качестве биологических объектов, реагирующих только на очень большие дозы ионизирующей радиации, были использованы различные виды : Кишечная палочка, стафилококк, палочка маслянокислого брожения и другие.
Наследственные свойства бактерий, в частности кишечной палочки К-12, были детально изучены еще в лабораторных условиях с помощью тончайших методов микробиологии. Они позволяют выявить бактериальные клетки с патологически измененной наследственностью под влиянием больших доз ионизирующей радиации (порядка нескольких тысяч рентген и больше). Если даже в зонах орбит движения космических кораблей не будет такого мощного радиационного воздействия, биологи все равно должны учитывать возможности влияния энергии и проникающей способности отдельных компонентов космической радиации - протонов, альфа-частиц, а также ядер более тяжелых элементов, которые могут убить клетку или вызвать серьезные клеточные повреждения.
Явления мутации у бактерий (то есть патологического изменения наследственности) связаны с потерей способности клетки самостоятельно синтезировать аминокислоты или витамины, необходимые для роста и размножения микроорганизма. В случае обнаружения большого числа таких бактериальных клеток легко было бы определить (и предупредить) опасность, подстерегающую космонавта в полете.
Для изучения возможных изменений в структуре бактериальной клетки под влиянием факторов космического пространства были использованы новейшие методы, в частности техника ультратонких срезов бактерий и их электроноскопическое исследование. На спутниках находились и высокочувствительные бактерии - так называемые лизогенные, способные реагировать на малые дозы ионизирующей радиации (до 1 рентгена) путем образования и выделения бактериофагов. Под влиянием даже небольших доз рентгеновского или ультрафиолетового облучения лизогенные бактерии приобретают способность к повышенной продукции бактериофагов. С помощью специальных методов можно затем точно определить число пораженных бактерий, образующих эти фаги.
Так устанавливается наследственная реакция (повышенная лизогенность) бактерий в ответ на действие внешних факторов. Вот почему эта модель была использована в качестве биологического индикатора, по которому можно судить о вредности и генетических последствиях радиации в малых дозах во время пребывания живого существа в различных зонах космического пространства.
Как долго могут существовать клетки при космических полетах? Для ответа на этот вопрос были разработаны и сконструированы специальные малогабаритные автоматические приборы - биоэлементы. Они были установлены на космических кораблях и автоматически регистрировали основные функции жизнедеятельности бактерий и при необходимости передавали на Землю радиосигналы о состоянии этих мельчайших живых существ. В автоматических биоэлементах микробы могут находиться в космосе в течение практически любых сроков полета ракет - месяцы, годы, десятки и более лет. По истечении заданного срока можно включить приборы, и тотчас же будут переданы на Землю сведения, которые могут точно характеризовать биологическую активность микроорганизмов. Живые существа микроскопических размеров не требуют большого запаса питания и поэтому являются очень удобной моделью для космической биологии.
Большой интерес представляет сопоставление микробиологических данных с опытами на кораблях-спутниках по использованию культуры человеческих раковых клеток. По чувствительности эти занимают промежуточное положение между лизогенными и нелизогенными клетками кишечной палочки. Таким образом, перед нами гамма биологических индикаторов на различные уровни ионизирующего излучения. Культура раковых клеток привлекла внимание исследователей благодаря своей способности хорошо расти на синтетических питательных средах в виде отдельных колоний, что облегчает наблюдения за развитием клеток, характером клеточного повреждения. Наконец, этот метод позволяет точно учитывать количество сохранившихся поврежденных и отмерших клеток в культуре тканей, подвергшейся воздействию ускорения, вибрации, невесомости.
Так микробы, субмикроскопические организмы - бактериофаги и изолированные клетки человеческого тела помогали решать важную задачу биологического исследования трассы первого в мире космического полета человека. Вполне естественно, что применение методов космической биологии будет и в дальнейшем способствовать разработке эффективных мер защиты, обеспечивающих безопасность более длительных полетов космонавтов.
P. S. О чем еще думают британские ученные: о том, что как ни крути, а поездка в космос, пусть даже с микроорганизмами за компанию – вещь невероятно крутая. Также в такую поездку было бы полезным взять фото и видео аппаратуру, диктофон, дабы сразу же на него записывать свои впечатления, (к слову хороший диктофон zoom h4 можно купить в Portativ.ua/). Но увы такое явление как космический туризм только-только зарождается и для отправки себя любимого на орбиту необходимо выложить кругленькую суму, но мы верим, что с дальнейшем развитием науки и технического прогресса такие поездки станут доступны каждому.
Уже десятилетия ученые пытаются понять, почему некоторые бактерии процветают в космосе. Новое исследование, опубликованное в журнале NPJ Microgravity , показывает, что по крайней мере у одной бактерии в космических условиях появляется более десятка мутаций, причем благоприятных, которые способствуют улучшенного циклу размножения. Более того, эти изменения не исчезают даже тогда, когда бактерии возвращаются в нормальные условия, что является не самыми хорошими новостями для космонавтов, которые во время долгих полетов могут в результате столкнуться с новыми и крайне опасными формами мутировавших земных микроорганизмов.
Данные с предыдущих космических полетов показывают, что E. coli и сальмонелла становятся гораздо сильнее и растут быстрее в условиях невесомости. На МКС они так прекрасно себя чувствуют, что образуют целые слизистые пленки, так называемое биопокрытие, на внутренних поверхностях станции. Эксперименты на космическом шаттле показали, что эти бактериальные клетки становятся толще и производят больше биомассы по сравнению со своими сородичами на Земле. Более того, бактерии в космосе растут, приобретая особую структуру, которая на планете просто не наблюдается.
Почему так происходит, пока не ясно, и поэтому ученые из Хьюстонского университета решили проверить, какой эффект окажет невесомость на бактерии за длительный период времени. Они взяли колонию E. coli, посадили их в специальную машину, имитирующую условия невесомости, позволили размножаться в течение долгого периода. Всего в колонии сменилось более 1000 поколений, что гораздо дольше, чем в любом исследовании, проведенном раньше.
Затем эти «адаптировавшиеся» клетки ввели в колонию нормальных E. coli (контрольного штамма), и космические жители чувствовали себя прекрасно, произведя в три раза больше потомков по сравнению с родственниками, не побывавшими в невесомости. Эффект мутаций сохранился с течением времени и, похоже, оказался постоянным. В другом эксперименте подобные же бактерии, подвергшиеся воздействию невесомости, размножались в течение 30 поколений и, попав в обычную колонию, на 70% превысили показатели размножения своих земных соперников.
После генетического анализа оказалось, что у адаптировавшихся бактерий найдено как минимум 16 разных мутаций. Неизвестно, важны ли эти мутации индивидуально, или они работают все вместе, чтобы дать бактерии преимущество. Одно ясно: космические мутации не случайны, они эффективно увеличивают показатели репродуктивности и не исчезают со временем.
Это открытие представляет проблему на двух уровнях. Во‑первых, космически модифицированные бактерии могут вернуться на Землю, вырваться из условий карантина и привнести новые черты другим бактериям. Во‑вторых, такие усовершенствованные микроорганизмы могут повлиять на здоровье космонавтов во время длительных миссий, например, во время полета на Марс. К счастью, даже в мутировавшем состоянии бактерии убиваются антибиотиками, так что средства борьбы с ними у нас есть. Правда, неизвестно, до каких пределов микробы могут измениться, пребывая в космосе десятилетиями.
Российские ученые обнаружили на внешней стороне МКС ДНК микроорганизмов. Ранее считалось, что космическая радиация и перепады температур убивают все живое. Эксперимент российских микробиологов опроверг этот факт. Российские ученые сравнили космические образцы с земными: оказалось, что на орбите — так называемые экстремальные бактерии, которые на Земле живут в горячих источниках и вулканической лаве. Сейчас задача выяснить, как микробы оказались на МКС. Откуда они — с Земли или из космоса?
В ближнем космосе есть жизнь! Это подтвердили исследования российских ученых. В 2010 году экипаж 25-й экспедиции вышел в открытый космос, чтобы взять образцы пыли с поверхности и проверить износ металла. Процедура обычная. Таковы правила эксплуатации. А вот результаты стали сенсацией. В космической пыли оказались микроорганизмы.
"Не ожидали, думали космическая радиация могла убить все живое. Почему мы считаем, что у нас есть надежда, что это все-таки живые организмы, потому что ДНК само по себе не может долго сохраняться, поэтому раз мы определили ДНК, значит там бактерии тоже есть", — говорит руководитель лаборатории молекулярной диагностики Института вирусологии имени Д.И.Ивановского Татьяна Гребенникова.
Эксперимент "Тест", а точнее — исследования, проводили пять раз. Специально разработали прибор, внутри - стерильные стержни. Все герметично. Попадание земных микробов исключено.
"Что делает экипаж, он выходит в открытый космос, выворачивает на резьбе стержень, берет мазок, вставляет стержень в полость обратно, герметично заворачивает, и в таком виде возвращается на Землю", — рассказывает главный научный сотрудник ОАО "РКК "Энергия" Олег Цыганков.
Образцы пыли космонавты брали в разных уголках станции. И там, где для бактерий должно быть комфортно, под теплоизоляционной обшивкой, и на открытой поверхности, где солнечные лучи, огромные температурные перепады. Парадокс, но именно в этой самой агрессивной среде и нашли признаки жизни.
"У этого эксперимента большое будущее. И мы, правда, на пороге новых открытий, выходим в космос, берем мазки с поверхности, люка, с поверхности станции, обращенной к Солнцу, к Земле, и получаем удивительные результаты", — считает первый заместитель генерального конструктора РКК "Энергия", руководитель полётов российского сегмента МКС Владимир Соловьев.
Эксперименты с бактериями в ближнем космосе ученые проводили не раз. Микробы жили на поверхности станции — и в закрытых, и в открытых контейнерах. Но это были земные микробы, специально доставленные на орбиту.
Поискать жизнь в местах загрязнений, где за 15 лет работы МКС, накопилась пыль, взяв обычные пробы, - мысли не возникало. Считалось, солнце и космическая радиация смертельны для любых земных организмов.
"В местах загрязнений, возле иллюминаторов, почему мы говорим в местах загрязнений, около клапанов мы видели загрязнения, …и когда мы доставляли пробники, мы видели, он черный, и это натолкнуло нас на мысль, что для того, чтобы микроорганизмам выжить, им нужны загрязнения, которое может их в какой-то степени укрывать их от УФ, а главное, обеспечивать сцепление с поверхностью, вот так у нас пошел эксперимент", — говорит главный научный сотрудник ЦНИИмаш Елена Шубралова.
"Тест" российских ученых показал: бактерии в космической пыли есть. Правда, немного. После молекулярной диагностики и сравнительного анализа нашли и земные аналоги.
"В первом эксперименте мы нашли экстремальные бактерии, затем мы определили, что там существуют ДНК микобактерий. Мы нашли некультивируемые бактерии, которые встречаются в почве Мадагаскара", — рассказала руководитель лаборатории молекулярной диагностики Института вирусологии им. Д.И.Ивановского Татьяна Гребенникова.
Это видео, снимали биологи. Когда привезли космические образцы, в институте был настоящий переполох. Съемка внутри запрещена, стерильность наивысшей степени, чтобы не занести земное.
В каком состоянии бактерии находятся в космосе, спящем или активном, и как они там оказались, еще предстоит выяснить. Одна из главных версий — долетели с Земли. На микрочастицах.
"Есть так называемая стратосферная электрическая цепь, не только воздух может переносить, а могут какие-то электрозаряды переносить эти элементы, если они такие устойчивые к условиям неблагоприятным, то они могут переноситься и другими средствами, на каких-то частицах. Вот как предполагается появление жизни на Земле, микроорганизмы могут путешествовать на каких-то материальных частицах", — предположил главный научный сотрудник ОАО "РКК "Энергия" Олег Цыганков.
Еще одна версия происхождения микробов на МКС. Микробы — из дальнего космоса. Разносчиками жизни по Вселенной вполне могут быть кометы, в составе которых есть лед.
"Из наблюдений и исследований Солнечной системы мы знаем, что довольно много органического вещества принесено астероидами и кометами. Мы знаем, где формировались астероиды и кометы…", — сообщил заведующий отделом исследований Солнечной системы Института астрономии РАН Валерий Шематович.
Недавно астрофизики обнаружили еще одно косвенное подтверждение космического биомира. На расстоянии 455 световых лет от Земли в протопланетном облаке нашли сложные органические соединения. Сформировались они не в области горячей молодой звезды, а на периферии, где низкие температуры. Кто знает, может, эта новая планетная система станет новым обитаемым миром.
"Увидели одну очень сложную молекулу — метилцианид. В этой молекуле есть связь СН, которая важна для формирования нуклеотидов и далее кислот, которые определяют ту форму жизни, которая есть у нас", — объясняет заведующий отделом исследований Солнечной системы Института астрономии Валерий Шематович.
До сих пор считалось, что биооболочка нашей планеты ограничивается высотой в 90 километров. После эксперимента "Тест", скорее всего, биограницы придется расширить до 400 километров — орбита Международной космической станции.
А может и вовсе границ никаких нет, и Вселенная едина, а жизнь так и кочует из одной системы в другую!
