Поиск жизни за пределами Земли является одной из самых амбициозных научных задач. Многообещающий метод заключается в обнаружении подвижных микроорганизмов, способных к самостоятельному перемещению, что служит надежным биологическим индикатором. Если такое перемещение вызвано определенным химическим веществом, это называется хемотаксисом.
Группа немецких исследователей разработала новую и упрощенную технику для стимулирования хемотаксического движения у некоторых из самых маленьких организмов на Земле. Их выводы были опубликованы в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
"Мы исследовали три различных вида бактерий и один вид архей и обнаружили, что всех их привлекает L-серин", - пояснил Макс Рикелес, исследователь из Технического университета Берлина. "Такое хемотаксическое поведение может послужить надежным индикатором наличия жизни и послужить основой для будущих космических миссий по поиску микробных организмов на Марсе или других небесных телах".
Микроорганизмы, отобранные для исследования, были выбраны за их устойчивость в суровых условиях. Высокоподвижный Bacillus subtilis, находясь в форме спор, может выдерживать экстремальные условия, выживая при температурах до 100 °C. Другой вид, Pseudoalteromonas haloplanktis, процветающий в холодных водах, способен выдерживать температуру в диапазоне от -2,5 °C до 29 °C. Между тем, архей Haloferax volcanii, который имеет сходство с бактериями, но имеет отличительные генетические различия, естественным образом обитает в средах с высокой соленостью, таких как Мертвое море.
"Бактерии и археи являются одними из древнейших форм жизни на Земле, но они демонстрируют различные механизмы подвижности, которые эволюционировали независимо", - отметил Рикелес. "Включив обе группы в наше исследование, мы повышаем надежность методов обнаружения жизни для исследования космоса".
Исследование показало, что L-серин успешно привлекал все три протестированных вида. "Использование H. volcanii в этом исследовании расширяет спектр форм жизни, которые могут быть идентифицированы с помощью обнаружения, основанного на хемотаксисе, особенно с учетом того, что археи, как известно, обладают хемотаксическими системами", - пояснил Рикелес. "Поскольку H. volcanii процветает в условиях высокой солености, он может послужить отличной моделью для потенциальной марсианской жизни".
Исследователи разработали упрощенную технику, которая повышает жизнеспособность для космических миссий. Вместо того, чтобы использовать сложные лабораторные приборы, их метод основан на слайде с двумя камерами, разделенными тонкой мембраной. Микробы помещаются на одну сторону, а L-серин вводится на другую. "Если микробы живые и подвижные, они проплывают через мембрану к L-серину", - пояснил Рикелес. "Этот подход является экономичным, простым и не требует больших вычислительных мощностей для анализа".
Однако для внедрения этого метода в космическую миссию необходимы определенные доработки. Исследователи подчеркнули необходимость компактного и прочного оборудования, способного выдерживать суровые условия космических путешествий, а также автоматизации для работы без человеческого участия.
Если эти проблемы будут решены, движение микробов может помочь идентифицировать внеземные организмы, как те, которые потенциально обитают на спутнике Юпитера Европе. "Этот подход может сделать обнаружение жизни более эффективным и экономичным, позволяя будущим миссиям максимально использовать научные результаты с ограниченными ресурсами", - заключил Рикелес. "Он представляет собой практический инструмент для будущих марсианских миссий и дополняет другие методы прямого наблюдения за подвижностью".