Ученые Северо-Западного университета (США) обнаружили, что микроорганизмы способны выживать вблизи поверхности Марса гораздо дольше, чем предполагалось ранее. Некоторые земные микроорганизмы в высушенном и замороженном состоянии способны протянуть сотни миллионов лет под воздействием фонового ионизирующего излучения. Результаты, опубликованные в журнале Astrobiology, указывают на высокую вероятность того, что будущие миссии, включая ExoMars и Mars Life Explorer, могут наткнуться на следы жизни, если она когда-либо существовала на Красной планете.
Сначала исследователи определили пределы выживания микробной жизни при ионизирующем излучении, подвергнув гамма-лучами или пучками протонов шесть видов земных бактерий и грибков, которые были помещены на смоделированную марсианскую поверхность. Микроорганизмы, которые включали бактерии Deinococcus radiodurans и Escherichia coli, вегетативные клетки и эндоспоры трех бактерий Bacillus (B.subtilis, B.megaterium, B.thuringiensis) и штамм почкующихся дрожжей Saccharomyces cerevisiae также помещали в условия высушивания и замораживания.
Высушивание и замораживание значительно увеличивали радиационную выживаемость D.radiodurans при раздельном применении, а в сочетании высушиванием и замораживанием еще больше увеличивали радиационную выживаемость. Таким образом, эти клетки в марсианских условиях могут выживать при гораздо большей дозе поглощенного излучения, которая увеличивается с 25 килогрей до 140 килогрей. Этот эффект не наблюдался в клетках и эндоспорах Bacillus, которые становились стерильными уже при 12 килогрей.
Deinococcus radiodurans и S.cerevisiae накапливают высокие уровни антиоксидантов на основе марганца, которые необходимы для чрезвычайной радиационной устойчивости. Кроме того, они полиплоидны, то есть содержат несколько идентичных копий генома, которые у D.radiodurans соединены стойкими структурами Холлидея — крестообразными структурам из четырех цепочек ДНК, участвующими в обмене генетическим материалом и восстановление поврежденных участков генома.
По оценкам ученых, предел выживания форм жизни на основе полиплоидной ДНК, подвергающейся фоновому излучению, составляет 280 миллионов лет, пока они находятся в высушенном и замороженном виде на глубине 10 метров ниже поверхности Марса. Ожидается, что S.cerevisiae будет выживать примерно 48 миллионов лет, а E.coli и B.subtilis — всего 16 миллионов лет. Эти результаты важны не только для поиска сохранившихся следов древней марсианской жизни, но и для оценки угрозы загрязнения Марса земными микроорганизмами, что может осложнить научный поиск.
