Nowe badania przeprowadzone na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa pokazują, że mikroskopijne życie jest niezwykle odporne i może wytrzymać ekstremalne ciśnienie wyrzucenia z planety w wyniku uderzenia asteroidy. Odkrycie potwierdza kontrowersyjną teorię litopanspermii – poglądu, że życie może rozprzestrzeniać się między światami, uwięzione w skałach. Odkrycia opublikowane w czasopiśmie PNAS Nexus mogą mieć znaczące implikacje dla sposobu, w jaki poszukujemy życia pozaziemskiego i chronimy inne planety przed skażeniem.
Symulacja warunków startu w kosmos
Naukowcy pod kierunkiem studentki Lily Zhao użyli potężnego pistoletu gazowego do symulacji intensywnego ciśnienia, jakiego doświadczy mikroorganizm wyrzucony przez asteroidę. Działo wystrzeliło stalową płytkę w warstwę Deinococcus radiodurans – bakterii znanej z wyjątkowej odporności – pod ciśnieniem przekraczającym 2,4 gigapaskala (dziesiątki tysięcy razy większe niż ciśnienie atmosferyczne na Ziemi). Wbrew oczekiwaniom zdecydowana większość drobnoustrojów przeżyła, a we wstępnych testach wskaźniki przeżywalności sięgały 95–97%. Nawet przy maksymalnym osiągalnym ciśnieniu około 60% komórek pozostało żywych.
Eksperyment ten wypełnia kluczową lukę w badaniach nad litopanspermią: brak wiarygodnych danych na temat przeżycia drobnoustrojów w warunkach uderzenia. W poprzednich badaniach często brakowało dokładnych pomiarów ciśnienia wywieranego na poszczególne komórki. Zespół Johnsa Hopkinsa kontrolował ten parametr, hodując komórki w jednolitej warstwie, zapewniając, że każda komórka została poddana działaniu tej samej siły.
Dlaczego to ma znaczenie: od Marsa do Fobosa
Do badań skłoniły pytania o możliwość przenoszenia życia pomiędzy planetami i księżycami. Łazik NASA Perseverance zidentyfikował już na Ziemi setki meteorytów pochodzących z Marsa, co wskazuje, że takie transfery są fizycznie możliwe. Badanie pierwotnie opierało się na badaniu National Academies, w którym oceniano prawdopodobieństwo przeniesienia się drobnoustrojów z Marsa na jego księżyc Fobos, co uznano za mało prawdopodobne ze względu na brak danych dotyczących przeżycia.
Wyniki zespołu sugerują, że przeżycie drobnoustrojów podczas wyrzutu może nie być głównym czynnikiem ograniczającym transfer międzyplanetarny. Inne wyzwania – takie jak narażenie na promieniowanie, ekstremalne temperatury i długotrwałe odwodnienie – nadal stanowią istotne przeszkody. Jednak solidność wykazana w eksperymencie zmienia szanse z prawie niemożliwych na potencjalnie prawdopodobne.
Ekstremofile: ostateczni ocaleni
Wybór D. radiodurans było zamierzone. Ten „superbakter” rozwija się w trudnych warunkach, w tym w wysokim napromieniowaniu, ekstremalnym odwodnieniu i ujemnych temperaturach – warunkach podobnych do tych występujących w kosmosie. Mikrob odkryto nawet na pustyni Atakama, jednym z najbardziej nieprzyjaznych miejsc na Ziemi.
Komórki, które przeżyły, rzeczywiście doświadczyły pewnych uszkodzeń – ich zewnętrzne błony zostały uszkodzone, a ich normalne funkcje zostały tymczasowo zakłócone. Jednakże w ciągu kilku godzin wznowiły wzrost i podział, podkreślając niezwykłe mechanizmy regeneracji w tych organizmach. Badania podkreślają, że nawet organizmy jednokomórkowe są w stanie wytrzymać siły, które zniszczyłyby bardziej złożone organizmy.
Konsekwencje dla ochrony planetarnej
Wyniki budzą również obawy dotyczące ochrony planet. Agencje kosmiczne już sterylizują statki kosmiczne, aby zapobiec przypadkowemu skażeniu innych światów. Jednakże niektóre oporne drobnoustroje nieuchronnie przeżywają te procesy. Nowe badania pokazują, że niektóre organizmy, takie jak D. radiodurans może utrzymywać się nawet po dokładnym oczyszczeniu.
Stawia to pod znakiem zapytania skuteczność istniejących protokołów sterylizacji, zwłaszcza w przypadku misji wysyłanych do środowisk potencjalnie nadających się do zamieszkania, takich jak Mars czy jego księżyc Fobos. Martwe drobnoustroje mogą nadal pozostawiać ślady DNA, co komplikuje wysiłki mające na celu wykrycie lokalnego życia. Niektórzy badacze sugerują, że niektóre ciała planetarne mogą wymagać bardziej rygorystycznych protokołów.
Podsumowując, badanie przeprowadzone na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa dostarcza przekonujących dowodów na to, że mikroskopijne życie jest znacznie bardziej odporne, niż wcześniej sądzono. Chociaż transfer międzyplanetarny pozostaje mało prawdopodobny, wyniki sugerują, że możliwość rozprzestrzeniania się życia między światami nie jest całkowicie naciągana. Ta praca potwierdza pogląd, że jeśli życie istnieje gdziekolwiek w naszym Układzie Słonecznym – lub poza nim – najprawdopodobniej będzie miało postać odpornych, odpornych mikroorganizmów.
