Микробы способны выживать при тяготении в 400 тысяч раз сильнее земного

25 апреля 2011 года

Микроорганизмы способны выживать, расти и размножаться при гравитации в сотни тысяч раз сильнее земной: это означает, что жизнь может существовать на планете с любой силой тяжести и даже на холодных звездах - коричневых карликах, пишет группа японских ученых в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Понимание гравитационных пределов для роста микроорганизмов имеет большое значение с точки зрения появления, распространения и адаптации жизни во внеземных условиях", - пишут авторы статьи, группа ученых под руководством Сигеру Дегути (Shigeru Deguchi) из японского Агентства по морским и геологическим исследованиям и технологиям.

Исследователи отмечают, что на данный момент хорошо известна способность бактерий противостоять высоким и низким температурам, высокому давлению и уровню кислотности, радиации. Однако информации о влиянии на них повышенного уровня гравитации практически не было.

В то же время, с начала эпохи космических исследований широко изучалось влияние микрогравитации и невесомости на рост микроорганизмов, их физиологию, устойчивость к стрессам. Большая часть полученных результатов показала, что пониженный уровень гравитации стимулирует рост бактерий, а в ряде случаев улучшал устойчивость к стрессам.

Авторы работы решили восполнить пробел и проверить, как себя ведут микроорганизмы при повышенной силе тяжести. Для этого они выращивали несколько типов бактерий, в числе которых были Escherichia coli, Paracoccus denitrificans, Shewanella amazonensis, Lactobacillus delbrueckii и Saccharomyces cerevisiae.

Часть из них росла в центрифуге, дающей перегрузку 7,5 тысячи g, другая - в условиях 22,5-тысячекратного превышения земной силы тяжести. Третья часть бактерий росла в нормальных условиях и служила контрольной группой.

"Наши результаты ясно демонстрируют, что микроорганизмы способны не только выжить в условиях гиперперегрузок, но могут расти и делиться, производя жизнеспособные клетки. Все изученные нами микроорганизмы демонстрировали рост в культуре при перегрузках до 20 тысяч g", - пишут ученые.

Из-за ограниченных возможностей центрифуг исследователям не удалось установить верхнего предела, при котором гравитация "прикончила" бы все клетки. Однако рост клеток Escherichia coli, Paracoccus denitrificans, пусть и существенно замедлившись, наблюдался даже при превышении уровня земной силы тяжести в 403 тысячи 627 раз.

Авторы отмечают, что полученные данные могут иметь большое значение для гипотезы панспермии, предполагающей возможность перемещения биологических клеток через космическое пространство. Согласно этой гипотезе, удары астероидов могут "выбивать" в космос обломки, несущие в себе спящие клетки. В момент "старта" перегрузка должна превышать земную силу тяжести в десятки тысяч раз.

"Наши результаты показывают, что гиперперегрузка в 10 тысяч раз находится в пределах переносимости для некоторых микроорганизмов. Это дает дополнительные свидетельства в пользу предположения, что бактерии могут выживать после такого старта", - говорится в статье.

Кроме того, эти данные могут быть важны при изучении возможности существования жизни на субзвездных объектах, таких, как звезды-"неудачники" - коричневые карлики, где температура верхних слоев атмосферы может составлять около 400 кельвин (126 градусов Цельсия), что близко к верхнему пределу существования живых клеток (395 кельвин).

"Наши результаты недвусмысленно показывают, что 10-100 кратное превышение земной гравитации в верхних слоях таких карликов не является главным фактором, ограничивающим возможность существования на них жизни", - заключают ученые.