Жизнь летит по ветру в самой жаркой пустыне на Земле

Пустыня Атакама, которая простирается примерно на 1000 километров вдоль побережья северной части Чили, является самым сухим местом на Земле - в некоторых местах не было осадков в течение 400 лет - и ежедневно она подвергается воздействию ультрафиолетового излучения.

• Условия настолько суровы, что пустыня очень схожа с поверхностью Марса, и ученые отправляют туда для проверки вездеходы Красной планеты. Большую часть 20-го века ученые задавались вопросом, может ли выжить кто либо в этой среде.

Около 15 лет назад исследователи обнаружили следы бактериальной РНК - но не ДНК или клеток - на поверхности самой сухой части пустыни в то время, места под названием Юнгай. В следующем году эта команда и другие сообщили о том, что обнаружили микробную ДНК под землей в регионе, что показало, - организмы могут обойтись лишь небольшим количеством воды.

• Десять лет спустя Асуа-Бустос и его коллеги подтвердили эти результаты, показав, что микробы выживают под землей в южной части Марии-Елены, которая, как известно, в настоящее время еще суше, чем Юнгай.

По словам Асуа-Бустоса, один из вопросов, возникших в результате этих исследований, заключался в том, «как эти виды попадают туда в первую очередь?».

Он говорит, что вспомнил свое детство, когда он рос в шахтерском городе всего в 15 минутах от Марии Елены на юг. Утро, как он помнил, было тихим, но ближе к вечеру поднимался пыльный бриз от ветров с Тихого океана, и становился сильнее по мере того, как день сменялся вечером.

• «Зная, что Атакама очень ветренное место, мы хотели знать, может ли ветер переносить микробную жизнь», - говорит ученый.

Это заставило его и коллег установить линии чашек Петри в шести точках пустыни: три к востоку от города Токопилла и три к востоку от портового города Икике, в 228 километрах к северу. Команда наполнила большую часть посуды агаром и одним из четырех различных питательных сред, а оставшуюся оставила пустой, чтобы измерить количество пыли, подаваемой в каждый регион.

• Заполненные агаром чашки собирали через час после раскладывания, асептически запечатывали и доставляли обратно в лабораторию, где они оставались нетронутыми в течение двух недель. Затем исследователи открывали их и культивировали любые бактерии внутри, а потом анализировали их ДНК.

Блюда для пустыни: Исследователи установили линии чашек Петри в пустыне Атакама в рамках исследования микробного транспорта.

На шести участках группа определила 28 видов микроорганизмов: смесь бактерий, бактериальных спор и грибов, обычно встречающихся в океанических и горных отложениях, некоторые из которых находятся далеко от Китая и Индии.

На чашках, собранных во второй половине дня, было обнаружено наибольшее количество микробов, что позволяет предположить, что крошечные организмы, как и предполагал Асуа-Бустос, обитают в воздушной пыли. Представляя пустыню в качестве посредника для Красной планеты, исследователи утверждали в недавней статье, что любые микробные марсиане прошлого или даже настоящего могут перемещаться таким же образом.

Кай Финстер, микробиолог из Орхусского университета в Дании, который не принимал участия в работе, говорит, что не удивительно, если микробы в Атакаме перемещаются по пыльным частицам на ветру. Этот тип путешествий, называемый эоловым транспортом, «совершается по всему миру», говорит он, однако, это не характерно для пустыни Атакама».

• "Ученые узнают больше о том, насколько устойчивы микробы к экстремальным средам", добавляет Финстер, "будь то экстремальное ультрафиолетовое излучение, засушливая среда или и то, и другое".

Когда микробы движутся по ветру, «им приходится иметь дело со значительным стрессом», говорит он, но награда велика: совершенно новая среда с новыми ресурсами и потенциально меньшей конкуренцией.

"Пока не ясно, могут ли виды, которые поднимаются в пустыню Атакама из океана или побережья, могут колонизировать почву; на этот вопрос команда сейчас пытается ответить", говорит Асуа-Бустос.

"Вероятно, шансы не очень хорошие, по крайней мере, на поверхности почвы, отмечает Рафаэль Наварро-Гонсалес, астробиолог из Национального автономного университета Мексики, который не участвовал в исследовании Асуа-Бустоса.

"Проблема заключается в перхлорате, - химическом веществе, встречающемся в естественных условиях в верхних слоях почвы на юге Марии - Елены и на Марсе, который токсичен для живых существ. Объединенные перхлорат и ультрафиолетовое излучение могут быть особенно опасными для бактерий, нанося удар по жизни на поверхности Красной планеты.

Может быть и другая проблема, замечает Финстер: жизнеспособность самих бактерий. В лабораторных экспериментах он и его коллеги взяли споры Bacillus subtilis, вида, часто встречающегося в почве, смешали их с минералами, а затем мягко встряхивали их в течение нескольких дней, чтобы имитировать путешествие на ветру. «Мы думали, что бактерии выживут в течение нескольких недель или около того», - говорит он, но исследователи не смогли культивировать ни одну из бактерий после эксперимента.

• Они решили сократить время встряхивания до минуты, и все же, по его словам, клетки были убиты. Исследование сотрясенных спор с помощью электронного микроскопа показало, что они развалились.

Асуа-Бустос, однако, не боится, продолжая свои испытания, чтобы увидеть, могут ли виды в Атакаме переносить физические и химические стрессы. Он даже начал проверять, могут ли некоторые виды в пустыне не только переносить ультрафиолетовое излучение, но и использовать его в качестве источника энергии.

• В некоторых частях Атакамы скальные поверхности покрыты черной биопленкой, где микробные частицы, по-видимому, поглощают все видимые - и, возможно, некоторые невидимые - длины волн электромагнитного спектра.

По словам Асуа-Бустоса, было бы интересно найти доказательства того, что эти микробы используют ультрафиолетовые лучи или другие типы излучения, которые не видят люди. Но даже простое обнаружение микробов в Атакаме является «фантастическим признаком того, что вы можете найти жизнь практически в любом месте».