Формы жизни бактерий

gordon0030@yandex.ru

Архив выпусков | Участники

↓№ 248↑

29.04.2003 Хронометраж

49:05

Стенограмма эфира

Насколько обоснованы гипотезы ученых о занесении жизни на Землю из космоса? Способны ли имеющиеся на поверхности метеоритов микроорганизмы сохранять свою жизнеспособность? Если на поверхности Марса жизни нет, стоит ли пытаться искать ее в толще марсианской породы? О том, что такое сверхдолгий анабиоз бактерий и как влияет его открытие на наши представления о происхождении жизни, — биологи Михаил Иванов и Саббит Абызов.

Участники:

Саббит Салахутдинович Абызов — доктор биологических наук

Михаил Владимирович Иванов — академик РАН

Обзор темы

Поиск жизни (хотя бы — в ее самых примитивных формах) вне Земли ведется уже давно. В основном в данном случае анализу подвергались — пробы грунта Марса (полученные во время экспедиции «Викинг», предпринятой американцами в 1976 г.), а также — многочисленные образцы метеоритного вещества. Данное направление исследований есть на самом деле возрождение старой теории (гипотезы?) панспермии Арениуса, согласно которой жизни на нашей планете была занесена извне случайным образом в виде микроорганизмов, которые уже затем самостоятельно прошли долгий путь развития от простейших форм жизни — к более сложным. Но возможно ли это реально? Поиск ответа на этот вопрос должен идти по двум разным путям:

1. выявление реликтов деятельности микроорганизмов на внеземных объектах;

2. установление различных форм существования данных микроорганизмов (иными словами — как и при каких условиях они могут попасть на другую планету и при этом сохранить свою жизнедеятельность).

Практически все данные, полученные как при анализе проб грунта Марса, других планет, а также попадающих на нашу Землю многочисленных метеоритов дают результат отрицательный: иными словами, все это абсолютно безжизненные субстанции. Но так было, видимо, не всегда, в частности, мы можем предположить, что когда-то давно на том же Марсе существовали низшие формы жизни, по тем или иным причинам не развившиеся в более высокие структуры. И, может быть, там процессы возникновения жизни могли происходить так же, как и на нашей планете.

Кроме сети речных палеорусел на поверхности Красной планеты хорошо видны многочисленные горы и различные кратеры — вулканического и ударного происхождения; последние образовались при падении метеоритов. Например, хорошо различимы мелкие структуры на дне кальдеры древнего вулкана Аполлинариус Патера.

В геологической истории Марса, как и в истории Земли, был период интенсивной вулканической деятельности, сопровождавшийся выбросом в атмосферу углекислоты, водяных паров и восстановленных летучих компонентов (СН, Н₂, NH₃, H₂S). Следовательно, палеоатмосфера планеты изначально была восстановленной. О том же, что на смену ей пришла окисленная (кислородсодержащая), однозначно свидетельствуют оранжевые и коричневато-красные тона современной поверхности, обусловленные повышенной концентрацией окислов железа в верхнем слое «почвы». Обобщение разнообразных данных можно сформулировать следующим образом:

— сходные условия формирования и геологической истории двух соседних планет — Земли и Марса — позволяют полагать, что жизнь на Марсе возникла примерно в то же время, что и на Земле. Следовательно, поиски современных или ископаемых организмов на Марсе не выглядят бесперспективными.

— учитывая крайне суровые экологические условия на современном этапе эволюции Марса, даже более суровые, чем в полярных пустынях Антарктиды, следует ориентироваться на поиск только низших форм организмов: бактерий, лишайников, низших водорослей. Поиски следует вести в наиболее прогреваемых почвах экваториальной зоны Марса;

— принимая во внимание тот факт, что на Земле максимальная плотность низших организмов обнаруживается в поверхностных горизонтах почвы, первоочередной интерес представляет изучение самых верхних горизонтов Марса и поиск в них как фотоавтотрофных, так и гетеротрофных организмов, вернее сказать, не самих органиков, а следов их метаболической активности (жизнедеятельности).

На уровне имевшихся к 1975 г. результатов изучения Марса все три вывода и три вытекающие из них задачи выглядят логически обоснованными. Этого не скажешь, однако, об еще одном — четвертом пункте, а именно: об ориентации на поиск только аэробных организмов (способных жить и развиваться только в кислородной среде). Уже во время подготовки экспедиции «Викинг» было известно, что содержание кислорода в атмосфере Марса не превышает 0,1–0,4%, поэтому казалось более логичным включить в программу поиск анаэробных микроорганизмов (способных жить и развиваться при отсутствии в среде свободного кислорода). Однако это не было предусмотрено.

Для поиска следов метаболической активности аэробных гетеротрофных и фотоавтотрофных микроорганизмов в поверхностных горизонтах марсианской «почвы» были использованы следующие методы.

Для обнаружения процесса фотосинтеза образец грунта увлажняли и помещали в освещен ную ячейку. Контролем служил темный образец. О наличии фотосинтеза судили по выделению кислорода в освещенной ячейке. Во втором варианте в атмосферу над увлажненным образцом добавляли CO₂ и CO, меченные радиоактивным углеродом ¹⁴С. По окончании эксперимента грунт помешали в пиолитическую ячейку и проводили операцию ступенчатого органического вещества до CO₂. В присутствии активных фотосинтетиков часть меченого углерода из ¹⁴CO₂ и ¹⁴CO должна включаться в органическое вещество биомассы.

Для определения возможной физиологической деятельности гетеротрофных бактерий также применялся радиоизотопный метод. Образцы фунта увлажнялись питательной средой, в состав которой входили низкомолекулярные органические вещества, меченные углеродом. В случае присутствия в грунте жизнеспособных гетеротрофных бактерий, окисляющих добавленные органические соединения, в газовой фазе должен появляться CO₂. Контролем служили простерилизованные образцы.

Перечисленные методы многократно использовались в наземных условиях на разных образцах грунта и почвы, отобранных главным образом в Антарктиде. Были получены характерные кривые выделения кислорода и потребления ¹⁴CO₂ при фотосинтезе и выделения ¹⁴CO₂ при бактериальном окислении радиоактивно меченных органических соединений.

И вот на экранах появляются первые результаты. Из увлажненного грунта в освещенной ячейке выделяется кислород, в эксперименте с радиоактивно меченными органическими соединениями идет интенсивное выделение радиоактивного углекислого газа. Значит, задача решена? В грунте Марса присутствуют и фотосинтетики и гетеротрофы? Однако характер кривых выделения и O₂, и CO совсем иной, чем это было в земных образцах. Выделение газов происходит слишком стремительно в первые же минуты и быстро прекращается.

Невольно напрашивается вывод о том, что это результаты чисто химических взаимодействий добавленных веществ с какими-то компонентами марсианского грунта, — а не биохимической активности живых организмов.

Кроме того, выделение кислорода из увлажненного грунта наблюдается не только на свету, но и в темновом контроле, а выделение радиоактивного CO происходит не только в случае добавки органических веществ к активному образцу, но и в контрольном варианте со стерилизованным грунтом, где жизнеспособная микрофлора должна погибнуть при нагревании.

Сомнения в биологической природе зафиксированных эффектов газовыделения особенно усиливаются, когда расшифровываются результаты определения органических веществ в грунте Марса при использовании метода пиролиза и газохроматографического анализа продуктов пиролиза. Этот эксперимент показывает, что никаких органических соединений в пробах с поверхности Марса нет, а стало быть, нет и клеток микроорганизмов.

Было обнаружено, что в поверхностном слое марсианского грунта присутствуют пероксидные соединения железа. Именно они окисляли добавленные в грунт радиоактивно меченные органические вещества до углекислоты. Именно из них выделялся кислород при нагревании образцов грунта и при их увлажнении. Остается не совсем ясным, как появились эти пероксидные соединения, хотя большинство исследователей полагает, что они образовались в результате интенсивного космического облучения поверхности Марса, атмосфера которого значительно менее плотная, чем на Земле.

Негативная интерпретация результатов биологических экспериментов с борта «Викингов» привела к приостановке всех программ по поиску жизнеспособных микроорганизмов на Марсе. Большинство экзобиологов переключилось на поиски ископаемых форм. Однако проблема обнаружения жизнеспособных микроорганизмов на Марсе остается чрезвычайно актуальной. «Викинги» были ориентированы на поиск микроорганизмов только в одной марсианской экосистеме, а именно в верхних горизонтах «почв», поскольку в условиях нашей планеты именно там обитает наиболее многочисленное и разнообразное микробное сообщество. Наиболее многочисленное и наиболее разнообразное, но не единственное.

Еще в первой половине XX в. усилиями российских и американских микробиологов было показано, что различные, главным образом анаэробные микроорганизмы населяют подземные воды и осадочные породы нашей планеты вплоть до глубин в несколько километров.

Первые результаты по изучению распространения микроорганизмов в подповерхностных осадочных породах вызывали много вопросов. Материалом являлся керн буровых скважин, и он мог загрязняться микрофлорой буровых растворов. Более тщательно проведенные работы последних двух десятилетий позволили, однако, показать, что в керне специально пробуренных скважин также присутствует жизнеспособная микрофлора, находящаяся в состоянии сверхдлительного анабиоза, продолжительностью как минимум несколько миллионов лет.

Первые надежные данные о сверхдлительном анабиозе микроорганизмов получил сотрудник Института микробиологии С. Абызов. Он в течение 20 лет исследовал ледяные керны на советской антарктической станции «Восток» из скважины, которая бурилась при помощи термобура и без применения растворов. С помощью специального пробоотборника талая вода отбиралась из центральной части ледяного керна. Она использовалась для посева на различные питательные среды и определения количества клеток методом прямого счета.

Проведенные исследования показали, что жизнеспособные клетки микроорганизмов обнаруживают в кернах до глубины более 3 тыс. м от поверхности ледника, а возраст их превышает 400 тыс. лет. Результаты Абызова были подтверждены и двумя группами американских исследователей, которые также обнаружили жизнеспособную микрофлору и микробные биомаркеры в аналогичных образцах.

Количество клеток микроорганизмов в кернах ледяного щита Антарктиды было невелико, поскольку эта микрофлора попадала в Антарктиду путем эолового переноса вместе с частичками пыли Значительно большие количества жизнеспособных клеток обнаружены сотрудниками лаборатории Д. Геличинского, которые в течение длительного времени изучали распространение микроорганизмов в кернах мерзлых грунтов и осадочных пород Восточной Сибири и Антарктиды.

Разнообразные микроорганизмы и водоросли определены в грунтах и породах, возраст которых достигал 3–5 млн лет, причем эти породы постоянно находились в замороженном состоянии, что гарантировало их от загрязнения микрофлорой грунтовых вод.

Последние 10–15 лет в США, России, Швеции и других странах проводились широкомасштабные исследования распространения жизнеспособных микроорганизмов в породах различного геологического возраста Принимались специальные меры для контроля загрязнения бурового керна микрофлорой буровых растворов. Главный вывод этих работ заключался в том, что жизнеспособная микрофлора встречалась по всему разрезу осадочных пород, вплоть до самых древних.

Более того, в пористых и трещиноватых породах, насыщенных пластовыми водами, микроорганизмы не только жизнеспособны, но и геохимически активны. В качестве одного из наиболее хорошо изученных объектов можно указать на девонские (410–350 млн лет) нефтеносные песчаники России, в которых выявлены активные микробиологические процессы, вызываемые анаэробными сульфатредукторами и метаногенами.

В большинстве упомянутых выше исследований изучалось распространение гетеротрофных микроорганизмов, хорошо растущих на лабораторных питательных средах, а основными объектами изучения были керны осадочных пород различного возраста или подземные воды, циркулирующие в них.

Горные породы Марса представлены в основном изверженными, содержание органического вещества в них существенно ниже, чем в осадочных, и, следовательно, условия существования для гетеротрофных бактерий менее благоприятны Для понимания пределов функционирования микроорганизмов в подповерхностных горизонтах Марса необходимо остановиться более детально на работах по микрофлоре изверженных пород.

До недавнего времени о микрофлоре изверженных пород мы судили лишь по анализам микробного населения горячих источников. При этом всегда существовала опасность получить искаженные результаты за счет смешения глубинных нагретых анаэробных растворов с грунтовыми водами, имеющими совершенно иную, в основном аэробную микрофлору. Ситуация существенно изменилась, когда в США, Швеции, Швейцарии и ряде других стран начались работы по созданию подземных хранилищ радиоактивных отходов. Наиболее подходящие вместилища для такого хранения — крупные массивы базальтов Феноскандинавского шита и бассейна р. Колумбия (Колумбия Ривер, США).

Несмотря на то, что содержание органического вещества и в породах, и в воде крайне низкое, П. Педерсон и его сотрудники установили в водоносных горизонтах базальтов Восточной Швеции многочисленную и разнообразную микрофлору. В наиболее глубоких горизонтах заметно преобладали анаэробные микроорганизмы, сульфатредукторы, метаногены и ацетогены. Численность метаногенов, например, достигала 60–80% от общей численности микробов. Обнаружение изотопно легких сульфидов и растворенного в воде метана (до 4 мл/л) позволяет говорить о том, что по крайней мере сульфатредукторы и метаногены активно функционируют в подземной экосистеме блзальтовых пород. Основным донором электронов для автотрофных анаэробных бактерий цикла серы и углерода служит водород, содержание которого составляет в пробах подземной воды 3,8–4,6 мл/л.

Похожая ситуация описана Т. Стивенсом и Дж. Мак-Кинли, которые изучали водоносные горизонты базальтовых пород в массиве Колумбиа Риверс. Содержание метана в обследованных водах доходило до 16 мкМ, а водорода — до 110 мкМ. Численность автотрофных анаэробов, использующих водород в качестве донора электронов (т. е. сульфатредукторов, метаногенов и ацетогенов) превышает численность гетеротрофных представителен этих же групп бактерий. Изотопный анализ подземных вод довольно убедительно доказывает, что по мере потребления углерода бикарбоната в процессе автотрофного метаногенеза происходит существенное обогащение остаточного бикарбоната тяжелым изотопом С.

Таким образом, две независимые группы исследователей, работавшие в двух разных регионах, пришли к одинаковым выводам: в подповерхностных условиях в изверженных породах существуют анаэробные автотрофные сообщества микроорганизмов, активность которых не зависит от фотосинтеза. Основным донором электронов служит водород, который поступает либо из глубинных магматических очагов, либо образуется in situ при взаимодействии базальтов и подземных вод. Здесь наиболее важен процесс автотрофного метаногенеза, который сопровождается накоплением метана и органического вещества (биомассы бактерий), а также существенным обогащением остаточного бикарбоната тяжелым изотопом ¹⁴C.

Видимо, существование подобных подповерхностных экосистем в толще изверженных пород Марса вполне вероятно.

Поэтому в сентябре 1988 г. на заседании советско-американской рабочей группы по космической биологии и медицине было предложено начать поиски жизнеспособных микроорганизмов в подповерхностных породах Марса, где есть шансы найти жидкую воду. В первую очередь надо обратить внимание на области с наиболее молодыми проявлениями вулканизма, поскольку именно в этих местах можно рассчитывать на остаточную гидротермальную активность, при которой выделяются необходимые для хемолитоавтотрофных микроорганизмов доноры электронов.

Косвенные доказательства существования подповерхностной микробной активности на Марсе удалось обнаружить при анализе литературы, посвященной детальному изучению так называемых SNC-метеоритов. По мнению большинства специалистов, они представляют собой куски марсианских изверженных пород, выброшенных в космос из ударных кратеров.

Комплексное изучение минералогии и геохимии SNC-Mетеоритов дало новые результаты, очень важные для биогеохимиков, интересующихся проблемой происхождения и эволюции живых систем на Марсе. Геохимики из Открытою университета (Великобритания), обнаружив в одних и тех же пробах органическое вещество и карбонатные минералы, обратили внимание на существенные различия в изотопном составе углерода карбонатов и органического вещества. Карбонатные минералы SNС-метеоритов сильно обогащены изотопом С по сравнению с CO марсианской атмосферы. Средняя величина 5«С составляет +4 1.5V. В то же время органический углерод заметно обогащен изотопом С (5»С колеблется от −20.0 до −33.0). Столь заметная величина фракционирования стабильных изотопов углерода может наблюдаться только в низкотемпературных условиях и только при участии живых организмов.

По данным Дж. Гудинга, карбонаты SNC-метеоритов входят в состав комплекса вторичных минералов, заполняющих трещины и жеоды в основных и ультраосновных породах. Вторичная ассоциация минералов в трещинах метеоритов образовалась из низкотемпературных (ниже 100 °С) гидротермальных растворов. Такие условия вполне благоприятны для развития термофильных анаэробных микроорганизмов, и можно полагать, что обнаруженные эффекты фракционирования стабильных изотопов углерода — следствие развития хемолитоавтотрофных метаногснов.

Подводя итоги минералогических и геохимических исследований SNC-метеоритов необходимо подчеркнуть основные выводы, очень важные для решения проблемы микробной жизни на Марсе. В отличие от данных миссии «Викинг» при изучении SNC-метеоритов обнаружены:

— ключевые соединения цикла углерода — карбонатные минералы и органическое вещество. Следовательно, цикл углерода на Марсе функционирует;

— дополнительные свидетельства существования на Марсе жидкой воды. Об этом говорит морфология выделения вторичных минералов в трещинах и жеодах тверженных пород. Более того, получены сведения, характеризующие эту воду как низкотемпературный гидротермальный раствор;

— доказательства процесса фракционирования стабильных изотопов углерода: установлен изотопно-тяжелый углерод карбонатов и изотопно-легкий углерод органического вещества в одних и тех же пробах. Существенная разница в значениях С карбонатов и органического вещества свидетельствует о биологическом механизме фракционирования изотопов углерода (например, процессе автотрофного метаногенеза).

Иными словами, результаты миссии «Викинг» похоронили надежды экобиологов найти жизнеспособные клетки микроорганизмов в верхних слоях марсианской почвы. Результаты же изучения SNC-метеоритов возрождают эти надежды и указывают путь поиска, выдвигая на первый план исследование микробной жизни в подповерхностных горизонтах марсианских горных пород.

В связи с переориентацией поиска жизни с поверхности планеты в подповерхностные породы следует ориентироваться на анаэробные хемолитоавтотрофы: метаногены, ацетогены, железо- и сульфатредукторы. Наиболее перспективны области молодого вулканизма, где подповерхностные породы прогреваются глубинным тепловым потоком. Кроме того, в таких местах большая вероятность обнаружить поток восстановленных газов. Последние могут служить донорами электронов для обеспечения жизнедеятельности хемолитоавтотрофных микроорганизмов, продуцирующих органическое вещество биомассы в темновых условиях.

Желательно существенно расширить исследование стабильных изотопов, это касается в первую очередь изучения распространения изотопов углерода, а также кислорода, серы, водорода и азота, так как известно, что при биологических процессах происходит фракционирование стабильных изотопов всех биогенных элементов.

Учитывая тот факт, что все приборы «Викингов» сработали после длительного перелета от Земли до Марса и выдержали режим торможения и посадки, представляется целесообразным использовать тот же набор методов: газообмен, введение меченых соединений углерода (в первую очередь CO₂ и ацетата, активно потребляемых многими анаэробными микроорганизмами), пиролиз в комбинации с газохроматографическим анализом продуктов пиролиза.

Однако сама схема постановки экспериментов на посадочном модуле должна существенно отличаться от использованной на «Викингах»: исследования надо проводить в анаэробной обстановке; опыты по фиксации ¹⁴CO₂ должны выявить наличие анаэробных хемолитоавтотрофов, а не процесс аэробного фотосинтеза; в экспериментах по активизации нативной (естественной) микрофлоры следует применять не органические соединения, как на «Викингах», когда поиск был направлен на обнаружение гетеротрофов, а восстановленные газы — CH₄, H₂S, CO и H₂, добавление которых может активизировать хемолитоавтотрофные микроорганизмы. В экспериментах по газообмену, проводимых с увлажненными образцами в атмосфере водорода, который потребляется большинством анаэробных хемолитоавтотрофов, нужно искать следы их жизнедеятельности — метан, сероводород и ацетат.

В свете всего сказанного желательно также в состав биологического модуля включить масс-спектрометр высокого разрешения, способный измерять стабильные изотопы газообразных соединений биогенных элементов — как природных, так и получающихся при пиролизе исследуемых проб.

Наконец, есть дополнительное требование и к посадочному модулю будущих экзобиологических экспедиций на Марс. Он должен иметь достаточно мощную буровую установку, чтобы можно было отобрать образцы подповерхностных пород, различающихся по составу, из нескольких районов планеты.

Анализ образцов метеоритного вещества также в последние годы дает для анализа данной темы интересные результаты. Так, анализ так называемых углеродистых метеоритов показал, что их органика необычайно похожа на земную. Совершенствование электронной техники позволило найти окаменевшие остатки микроорганизмов в таких метеоритах как «Мурчисон» (Австралия, 1962) и «Евремовка» (Казахстан, 1962). Однако, как и следовало ожидать, все эти микроорганизмы оказались совершенно не жизнеспособными. Но предположительно существует ряд обстоятельств, при которых микроорганизмы способны выдержать сверхдальние космические перелеты. Находясь в «запечатанном» состоянии в метеорите, бактерии могут противостоять и температурным колебаниям, и ультрафиолетовому излучению, и радиации. Параллельно шли опыты по возврату к жизнедеятельности земных бактерий, которые сходным образом оказались «запечатанными» и герметизованными в земных условиях. Так, например, из брюшка пчелы, запечатанной около 25 миллионов лет назад в куске янтаря, удалось извлечь и оживить (!) древнюю бациллу. В первичных кристаллах соли, возраст которых около 250 млн лет, были найдены в состоянии анабиоза законсервированные битуминозным веществом жизнеспособные клетки и, что еще важнее — биомаркеры. Это дает основание предположить, что в них могли сохраниться животворящие структуры ДНК и РНК.

В результате анализа льда Антарктиды, взятого на глубине 3600 м, были обнаружены находящиеся в состоянии анабиоза бактерии, дрожжи и грибы. Для того, чтобы избежать возможных упреков в «нечистоте» эксперимента (бактерии могли попасть в образы талой воды уже во время ее анализа, а также — из воздуха, проникающего в трещины льда во время соприкосновения его с поверхностью), микробиологи разработали специальную технологию. С помощью передвижной микробиологической буровой установки из глубокой скважины извлекался тонкий керн. Затем из него выплавлялась сердцевина. При плавлении талая вода керна попадала в стерильные литровые колбы, которые тщательно запаивали.

Талая вода высеивалась затем на питательные среды (МПА, картофельный агар, сусло-агар в чашках Петри), параллельно — она проходила через особые бактериальные фильтры, которые изучались при помощи флуоресцентной и сканирующей электронной микроскопии. Первичную оценку морфологического разнообразия полученных штаммов и проверку чистоты выделенных культур проводили непосредственно путем микроскопирования.

В результате — в пробах льда были обнаружены бактерии, прокариоты-неспорообразующие, актиномециты, скелеты одноклеточных водорослей, и даже пыльцы высших растений, дрожжи и мицелиальные грибы. То есть — было обнаружено, что в толще льда находятся представители различных таксономических групп. Был найден также новый вид антарктического микроорганизма.

Прямое микроскопирование проб из всех обследованных горизонтов ледника выявило высокое содержание микрорганизмов порядка 10³ клеток на 1 см³ льда во всех пробах, хотя значительная часть проб из тех же горизонтов при высевах на питательные среды дала отрицательные результаты.

В питательной среде часть микробных клеток начинала расти и делиться. Конечно, наибольшая активность и наибольшее разнообразие микрофлоры были характерны для относительно молодых горизонтов льда. Циркуляция атмосферы над Антрактидой с межширотным обменом воздушных масс допускает занос из умеренных широт микроорганизмов и различных частиц в центральные районы Антарктиды с их последующим включением в фирн и в лед. Однако, используя радиоизотопный метод, ученые становили, что жизнеспособные формы бактерий присутствуют даже в ледовой толще на глубине свыше 3,5 тыс. км, возраст которых достигает 400 тыс. лет. В основном — это спорообразующие бактерии.

В свое время (во второй пол. XX в.) факт длительного сохранения жизнеспособности микроорганизмов в состоянии анабиоза при низких температурах был уже твердо установлен. Однако продолжительность анабиоза не превышала нескольких десятков лет, то есть сверхдлительный глубокий анабиоз до работы со льдами Антарктиды еще не изучался.

Детальный анализ данных микробиологических и гляциологических исследований при их сопоставлении показал, что наибольшая концентрация пыли, а также микробных клеток обнаруживается в периоды глобального похолодания на Земле. В эти периоды, когда обеспечивалась наибольшая концентрация пылевых частиц и биологических объектов, по данным гляциологов, происходило увеличение аридных территорий, соответствовавших обнажившимся участкам шельфа Мирового Океана, усиление ветровой активности и меридионального перемещения воздушных масс. Эти условия способствовали интенсивному поступлению биологических и минеральных частиц в атмосферу, их дальнейшему переносу и стоку на поверхность ледникового покрова, тем более, что размеры большинства микробных клеток (),4-!,5 мкм) и водорослей (15–30 мкм) примерно соответствуют размерам мелких пылевых частиц. Наблюдаемые картины адгезии бактерий на пылевых частицах также подтверждает предположение о том, что перемещение микрочастиц и биологических объектов в атмосфере определяется в основном одними и теми же факторами.

Установленная корреляция распределения микрочастиц пыли и микроорганизмов по горизонтам в соответствии с климатическими условиями, существовавшими в периоды формирования различных слоев ледника, позволяет смотреть с оптимизмом и на перспективу возможной реконструкции экологических ситуаций, при которых происходило распространение микроорганизмов на Земле в различные периоды ее геологической истории.

В настоящее время буровые работы в Антарктиде были приостановлены на отметке 3623 м. Скважина нависла там над незамерзающим подледниковым озером, возраст которого — около 1 млн лет. Здесь могут сохраниться реликтовые формы жизни на планете, к работе с которыми современная аппаратура еще просто не готова. В нижних пробах льда, образованного из озерной воды, также были обнаружены микробы — несколько сотен в 1 миллилитре талой воды.

Тот факт, что в состоянии анабиоза внутри толщи льда бактерии могут сохранять жизнеспособность на столь длительный срок, не только расширяет сведения о жизни бактерий, но и позволяет по-новому взглянуть на проблему возникновения жизни на Земле. Иными словами, вновь становится реальным предположение об «импорте» жизни из космоса. Если на поверхности метеорита бактерии гибнут, то лед способен послужить удобным «транспортом» для живых клеток. В состоянии сверхдлительного анабиоза они оказываются защищенными от сухости, радиации и перепадов температур. В таком виде, возможно, например, в ядре кометы, они могут существовать в космическом пространстве много сотен тысяч лет.

Правда, остается не решенным «главный» вопрос: гипотеза транспортировки примитивных форм жизни извне все равно не дает ответа на вопрос о том, как и где жизнь могла возникнуть изначально.

Библиография

Абызов С. С., Кудряшов Б. Б. и др. Разработка технических средств отбора проб льда для микробиологических исследований в Антарктиде//Антарктика. 1977. № 16

Абызов С. С., Бобин Н. Е. и др. Устройство для асептического отбора пробы из образца твердого материала при микробиологических исследованиях: Авторское свидетельство. М., 1978

Абызов С.С, Бобин Н. Е. и др. Микробиологические исследования ледниковой толщи центральной Антарктиды//Изв. АН СССР. Сер. биологическая. 1979. № 6

Абызов С. С., Белякова Л. А. Мицелиальные грибы из толщи ледника центральной Антрактиды//Изв. АН СССР. Сер. биологическая. 1982. № 3

Абызов С. С., Мицкевич И. Н. и др. Микрофлора глубоких горизонтов ледника центральной Антарктиды//Микробиология. Т.67. 1988. № 4

Абызов С. С. Микробиологические исследования в Антарктиде//Антарктика. 1989. № 2

Абызов С. С. Микроорганизмы в леднике центральной Антарктиды//Успехи микробиологии. 1992. Вып. 25

Абызов С. С., Мицкевич И. Н. Микрофлора континентальных и морских льдов Антарктики//Микробиология. 1993. Т. 62. Вып. 6

Абызов С. С., Бобин Н. Е. и др. Явление сверхдлительного анабиоза у микроорганизмов/Ассоциация научных открытий. М., 1996

Иванов М. В. Наземная микробиология и стратегия поисков жизни на Марсе//Природа. 2002. № 2

Поглазова М. Н., Мицкевич И. Н. и др. Микробиологическая характеристика верхних горизонтов конжеляционного льда над Антарктическим озером Восток//Микробиология. 2001. № 3

Abyzov S. S. Microorganisms in the Antarctic Ise. N.Y., 1993

Ivanov M. V., Belyaev S. S. Microbial Activity in Waterflooded Oil Fields and its Possible Regulation//Proc. Intern. Conf. on Microb. Engancement of Oil Recovery. Washington, 1983

Klein H. P. The Viking Biologocal Investigasion//General Aspects, Scientific Results of the Viking Project. Washington, 1977

Тема № 248

Эфир 29.04.2003

Хронометраж 49:05

www.ntv.ru

Сайт управляется системой uCoz