Бактерии в космосе: Бактерии оказались способны путешествовать в космосе

Ученые доказали, что бактерии могут путешествовать между планетами

https://ria.ru/20200826/panspermiya-1576223147.html

Ученые доказали, что бактерии могут путешествовать между планетами

Ученые доказали, что бактерии могут путешествовать между планетами — РИА Новости, 26.08.2020

Ученые доказали, что бактерии могут путешествовать между планетами

Результаты трехлетнего эксперимента, проводившегося японскими учеными на борту МКС, показали, что колонии бактерий деинококков могут пережить в суровых… РИА Новости, 26.08.2020

2020-08-26T08:09

2020-08-26T08:09

2020-08-26T11:06

наука

токийский университет

космос — риа наука

международная космическая станция (мкс)

биология

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/08/15/1576107709_0:0:3076:1730_1920x0_80_0_0_e3484c9ec2e4b8cb34648477e9b61860.jpg

МОСКВА, 26 авг — РИА Новости. Результаты трехлетнего эксперимента, проводившегося японскими учеными на борту МКС, показали, что колонии бактерий деинококков могут пережить в суровых космических условиях перелет протяженностью несколько лет. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Microbiology.В 2018 году ученые из Токийского университета, исследуя нижние слои стратосферы, обнаружили, что на высоте 12 километров над землей, несмотря на проникающую мощную солнечную радиацию, существуют бактерии Deinococcus. После этого исследователи решили выяснить, смогут ли деинококки — один из самых устойчивых к радиационному излучению организмов на Земле — выжить в открытом космосе.Для этого они поместили высушенные агрегаты Deinococcus на внешние панели японского экспериментального модуля «Кибо» Международной космической станции. Образцы разной толщины подвергались воздействию космической среды в течение одного, двух и трех лет с 2015 по 2018 год, чтобы проверить их выживаемость.Через три года обнаружилось, что все агрегаты размером более 0,5 миллиметра частично выжили в условиях космоса. Несмотря на то что бактерии на поверхности бактериальных агрегатов умирали, они создавали защитный слой для микроорганизмов, находящихся под ним, обеспечивая выживание всей колонии.Авторы подсчитали, что гранула толщиной более 0,5 миллиметра может прожить на поверхности космического корабля от 15 до 45 лет. Этого вполне достаточно для того, чтобы перенести межпланетное путешествие. А в открытом космосе, по мнению исследователей, колония диаметром около одного миллиметра потенциально может выживать до восьми лет.Это серьезный аргумент в пользу гипотезы панспермии, предполагающей возможность переноса организмов с одних планет на другие через космическое пространство вместе с кометами и астероидами.»Происхождение жизни на Земле — самая большая загадка, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования профессора фармации и наук о жизни Акихико Ямагиши (Akihiko Yamagishi). — Ученые могут иметь совершенно разные точки зрения по этому поводу. Одни думают, что жизнь уникальна и случилась только однажды во Вселенной, в то время как другие — что она возникает на каждой подходящей планете. Если панспермия возможна, жизнь должна встречаться гораздо чаще, чем мы думали раньше».»Результаты показывают, что радиоустойчивый деинококк может выжить во время путешествия с Земли на Марс или наоборот, что составляет несколько месяцев или лет в зависимости от орбиты», — продолжает ученый.Работа японских биологов — наилучшее на сегодняшний день доказательство выживаемости бактерий в космосе. Предыдущие эксперименты показывали, что бактерии могут перенести межпланетное путешествие на поверхности каменных тел, защищенные с одной стороны их поверхностью, — это гипотеза литопанспермии. Сейчас же ученые подтвердили возможность и самостоятельного существования агрегатов бактерий в космосе, которое авторы назвали «массапанспермией».Исследователи отмечают, что в эксперименте они изучали только пребывание бактерий в космосе, не рассматривая условия отрыва от одной планеты и приземления на другую, которые требуют отдельной оценки.

https://ria.ru/20200807/1575506512.html

https://ria. ru/20200416/1570122127.html

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/08/15/1576107709_40:0:2769:2047_1920x0_80_0_0_32fee21871b9e74840624e6711356f5f.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4. 7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

токийский университет, космос — риа наука, международная космическая станция (мкс), биология

Наука, Токийский университет, Космос — РИА Наука, Международная космическая станция (МКС), биология

МОСКВА, 26 авг — РИА Новости. Результаты трехлетнего эксперимента, проводившегося японскими учеными на борту МКС, показали, что колонии бактерий деинококков могут пережить в суровых космических условиях перелет протяженностью несколько лет. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Microbiology.

В 2018 году ученые из Токийского университета, исследуя нижние слои стратосферы, обнаружили, что на высоте 12 километров над землей, несмотря на проникающую мощную солнечную радиацию, существуют бактерии Deinococcus.

После этого исследователи решили выяснить, смогут ли деинококки — один из самых устойчивых к радиационному излучению организмов на Земле — выжить в открытом космосе.

Для этого они поместили высушенные агрегаты Deinococcus на внешние панели японского экспериментального модуля «Кибо» Международной космической станции. Образцы разной толщины подвергались воздействию космической среды в течение одного, двух и трех лет с 2015 по 2018 год, чтобы проверить их выживаемость.

Через три года обнаружилось, что все агрегаты размером более 0,5 миллиметра частично выжили в условиях космоса. Несмотря на то что бактерии на поверхности бактериальных агрегатов умирали, они создавали защитный слой для микроорганизмов, находящихся под ним, обеспечивая выживание всей колонии.

7 августа 2020, 19:22Наука

Японские ученые открыли внеземное происхождение многообразия жизни

Авторы подсчитали, что гранула толщиной более 0,5 миллиметра может прожить на поверхности космического корабля от 15 до 45 лет. Этого вполне достаточно для того, чтобы перенести межпланетное путешествие. А в открытом космосе, по мнению исследователей, колония диаметром около одного миллиметра потенциально может выживать до восьми лет.

Это серьезный аргумент в пользу гипотезы панспермии, предполагающей возможность переноса организмов с одних планет на другие через космическое пространство вместе с кометами и астероидами.

«Происхождение жизни на Земле — самая большая загадка, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования профессора фармации и наук о жизни Акихико Ямагиши (Akihiko Yamagishi). — Ученые могут иметь совершенно разные точки зрения по этому поводу. Одни думают, что жизнь уникальна и случилась только однажды во Вселенной, в то время как другие — что она возникает на каждой подходящей планете. Если панспермия возможна, жизнь должна встречаться гораздо чаще, чем мы думали раньше».

«Результаты показывают, что радиоустойчивый деинококк может выжить во время путешествия с Земли на Марс или наоборот, что составляет несколько месяцев или лет в зависимости от орбиты», — продолжает ученый.

Работа японских биологов — наилучшее на сегодняшний день доказательство выживаемости бактерий в космосе. Предыдущие эксперименты показывали, что бактерии могут перенести межпланетное путешествие на поверхности каменных тел, защищенные с одной стороны их поверхностью, — это гипотеза литопанспермии. Сейчас же ученые подтвердили возможность и самостоятельного существования агрегатов бактерий в космосе, которое авторы назвали «массапанспермией».

Исследователи отмечают, что в эксперименте они изучали только пребывание бактерий в космосе, не рассматривая условия отрыва от одной планеты и приземления на другую, которые требуют отдельной оценки.

16 апреля 2020, 11:43

Российские ученые обнаружили в Арктике бактерии, разлагающие нефть

Бактерия выдержала год в открытом космосе. Но как?

10 ноября 2020
12:03

Анатолий Глянцев

Бактерии выживают даже за бортом МКС.

Фото Pixabay.

Бактерия вида Deinococcus radiodurans, проведшая год в открытом космосе. Клеточная мембрана за это время покрылась заметными выростами, происхождение которых ещё предстоит установить.

Иллюстрация Tetyana Milojevic.

Биологи подвели итоги удивительного эксперимента, в рамках которого микробы целый год выживали за бортом МКС.

Биологи исследовали микроорганизмы, целый год выживавшие за бортом МКС. Учёные обнаружили, что у бактерий есть целый арсенал средств, защищающих их от суровых условий открытого космоса. К слову, новые данные придётся учесть, чтобы не занести земную жизнь на другие небесные тела или не привезти на Землю инопланетные микробы.

Подробности изложены в научной статье, опубликованной в журнале Microbiome.

Бактерии вида Deinococcus radiodurans известны своей феноменальной способностью к выживанию. Они выдерживают даже условия за бортом МКС: практически полный вакуум, ужасающий холод до минус 160 °C и космическую радиацию.

Некоторые бактерии в неблагоприятных условиях превращаются в споры – форму, специально предназначенную, чтобы пережить трудные времена. Но D. radiodurans не делает даже этого. Поэтому её живучесть более чем удивительна.

Учёные уже несколько лет проводят эксперименты над этими микроорганизмами. Они высушивают образцы бактерии (чтобы их не разорвали кристаллики льда, образовавшиеся на космическом холоде) и помещают их за борт МКС. Единственной защитой от открытого космоса для микробов служит стекло, поглощающее жёсткое ультрафиолетовое излучение Солнца.

После этого бактерии возвращают на Землю и позволяют им «напиться» воды. При этом некоторые, хотя и не все, экземпляры оживают и начинают размножаться. Текущий рекорд – три года в открытом космосе, и это, судя по всему, не предел.

Авторы новой статьи подвергли самому тщательному изучению образцы, которые провели за бортом МКС год. Учёные исследовали бактерии с помощью электронного микроскопа, а также проанализировали их РНК, белки и продукты обмена веществ.

Внешне «космонавты» почти ничем не отличались от контрольных экземпляров, всё это время находившихся на Земле в таком же высушенном состоянии. Правда, они покрылись своеобразными бугорками, похожими на фурункулы. Их легко заметить на иллюстрации ниже. Учёные пока не знают, откуда взялись эти «бородавки», хотя у них есть несколько гипотез.

Бактерия вида Deinococcus radiodurans, проведшая год в открытом космосе. Клеточная мембрана за это время покрылась заметными выростами, происхождение которых ещё предстоит установить.

Иллюстрация Tetyana Milojevic.

А вот белки и РНК побывавших на орбите D. radiodurans несли многочисленные следы этого непростого путешествия. Микробы запустили целый арсенал биохимических механизмов, защищающих их от губительного воздействия космоса. Так, некоторые процессы восстанавливали повреждённую ДНК. Были и механизмы, нейтрализующие вредные для клетки активные формы кислорода. В целом, метаболизм бактерий замедлился. Были и другие изменения.

Авторы подчёркивают, что условия за бортом МКС даже более суровые, чем на поверхности Марса. Так, зимней ночью на Красной планете теплее, чем на поверхности космической станции, когда она входит в тень Земли. А разреженная атмосфера из углекислого газа Марса защищает от ультрафиолета не хуже, чем стекло в экспериментальной установке. Так что микробы, выжившие за бортом МКС, не пропадут и на Марсе.

Это стоит учитывать, чтобы не занести на Красную планету земную жизнь (а потом радостно заявить, что жизнь там была обнаружена). Или чтобы не привезти на Землю гипотетических марсианских микробов, с которыми иммунитет землян может и не справиться.

К слову, ранее Вести. Ru рассказывали о водорослях, выдержавших полтора года в открытом космосе. Писали мы и о том, что привезённые с Земли тихоходки могли выжить на Луне.

наука
космос
биология
МКС
бактерии
экстремофилы
новости

Ранее по теме

• Учёные воскресили животное, которое провело 24 тысячи лет в вечной мерзлоте

• Тихоходок проверили на прочность, выстрелив ими из пушки

• Живые ископаемые: найдены микробы, поставившие эволюцию на паузу

• На МКС обнаружены неизвестные науке бактерии

• Неизвестные науке существа найдены подо льдами Антарктики

• «Эволюцию без мутаций» впервые обнаружили у прокариот

Бактерии-астронавты

26. 04.2022 16:00

1551

Добавить в закладки

Еще до того, как человечество начало осуществлять  мечту о космическом туризме, бактерии успели совершить не одно путешествие. Эти попутчики «пристегивают ремни» к телам астронавтов, оборудованию и космическому кораблю и первым классом бесплатно летают в космос. Можно считать, что первый успешный тур микроорганизмы совершили 19 августа 1960 г. на корабле «Спутник-5» вместе с собаками Белка и Стрелка, 40 мышами, двумя крысами и растениями. Полет длился 25 час. Весь экипаж благополучно вернулся на Землю.

Избежать лишних «пассажиров» невозможно, поэтому ученые решили использовать микроорганизмы для космических исследований. Так, ученые отобрали четыре вида патогенных бактерий и отправили их вместе с астронавтами, чтобы выяснить, насколько микроорганизмы хорошо адаптируются к внеземной среде при отсутствии достаточного количества питательных веществ. Среди испытуемых были Klebsiella pneumoniae, которая вызывает пневмонию, сепсис, инфекции мочевыводящих путей, и Pseudomonas aeruginosa, которая встречается в гнойном воспалении тканей и гнойных ранах. «Диета» бактерий состояла из азота, фосфора, серы, железа, воды и углеводов углистых метеоритов. Выяснилось, что в условиях космоса клеточная мембрана бактерий изменилась, и они могут спокойно выживать и размножаться. Такое приспособление к космическим условиям вызвало сильную реакцию иммунной системы человека на патогены, что повышает риск заражения астронавтов. А избавиться от бактерий трудно, ведь проветрить помещение в космосе не получится.

Международная космическая станция

Источник: rbc.ru

На случай заболевания экипажа был разработан прибор E-Nose («электронный нос»), который улавливает микроорганизмы и определяет их количество на поверхностях. В 2012 г. такое устройство обнаружило на МКС бактериальное и грибное загрязнения. Это серьезная проблема, т.к. бактерии и грибы могут не только вызывать заболевания космонавтов, но и выводить из строя технику. Когда в 1997 г. на российской орбитальной станции «Мир» перестала работать коммутационная связь и Земля перестала слышать космонавтов, оказалось, что плесень разрушила пластиковые оплетки проводов, что вызвало замыкание. А в 2001 г. из-за скопления большого количества микроорганизмов вокруг противопожарного датчика на МКС сработали ложные сигналы о пожаре. О причинах поломок удалось узнать лишь по возвращении на Землю.

Плесень на проводах МКС

Источник: bio-media.ru

Были случаи, когда экипаж жаловался на неприятный запах, похожий на гнилые яблоки. Причина была в жизнедеятельности плесневых грибов. Это происходит, потому что микроорганизмы стараются выживать и ищут питательные элементы. Для этого они размещаются на пластиковых деталях и разрушают полимеры, пытаясь добыть пищу. Именно выделение ферментов производит такой специфический аромат.

На МКС проводят учет микроорганизмов. Один из способов – метод культивации. Космонавты специальными тампонами проводят по стенам внутри станции и затем отправляют образцы на Землю для анализа. С помощью этого метода в американском сегменте МКС обнаружили более 700 млн колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий и до 310 тыс. КОЕ грибов на 100 кв. см. Однако не все виды бактерий могут быть культивированы этим способом. В 2019 г. ученые из США провели эксперимент с той же целью, но с использованием ПЦР (полимеразная цепная реакция). Анализ показал среднее количество микроорганизмов: 31 млн КОЕ бактерий и 7,1 тыс. КОЕ грибов на 100 кв. см.  

Плесень, найденная на МКС

Источник: bio-media.ru

Бактерии-астронавты могут стать и помощниками в космических экспедициях. В США ученые предложили использовать при полетах на Марс синтетические бактерии для производства топлива, продуктов питания и лекарств, что снизит стоимость экспедиций. Согласно проекту ученых, 10 т продовольствия, которое берут на 916 дней, можно уменьшить с помощью фотосинтезирующих бактерий. В космосе микроорганизмы будут питаться отходами жизнедеятельности космонавтов, а также углекислым газом и азотом, которых много в марсианской почве. Необходимые продукты распада атмосферы Марса позволят синтезировать метан и обеспечат топливом на обратную дорогу.

Оказывается, микроорганизмы могут жить не только внутри космических аппаратов, но и снаружи. В 2018 г. японские ученые обнаружили, что бактерии Deinococcus могут существовать в нижних слоях стратосферы Земли, несмотря на солнечную радиацию. Это стало поводом для испытания деинококков в открытом космосе. Высушенные агрегаты бактерий разместили на внешних панелях японского экспериментального модуля «Кибо» МКС и наблюдали за ними в течение трех лет. Образцы были разных размеров. Те агрегаты, что были более 0,5 мм, частично выжили в космосе. Интересно, что, умирая, микроорганизмы создавали защитный слой для других бактерий, чтобы обеспечить выживание колонии. По мнению ученых, агрегаты диаметром около 1 мм могут существовать в открытом космосе до 8 лет. Этот факт говорит о возможности переносить микроорганизмы с одних планет на другие, чем подкрепляет теорию панспермии.

Также во время исследования Сатурна на одном из его спутников – Энцеладе, были найдены сложные органические соединения. Ученые провели эксперимент и поместили земные организмы в условия, созданные по типу атмосферы Энцелады, которая состоит в основном из водяного пара, азота, метана и углекислого газа. Оказалось, что бактерии могли бы приспособиться и выжить на этом спутнике Сатурна.

Энцелад — спутник Сатурна

Источник: ru.wikipedia.org

Таким образом, пока исследователи ищут возможности использовать бактерии-астронавты в научных целях, микроорганизмы отлично путешествуют в космосе. Без билета и разрешения. Поэтому как бы мы ни противились, без них полететь не удастся.

Фото на странице: popmech.ru

Фото на главной странице: techtoday.in.ua

Материал подготовлен на основе открытых источников.

Автор Ольга Скибина

бактерии в космосе
гипотеза панспермии
космические полёты
плесень

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано
Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

НАУКА ДЕТЯМ

Россия-1 о лауреатах Нобелевской премии по физике 2022

21:45 / Физика

Профессор Сергей Кулик о Нобелевской премии по физике за 2022 год

20:00 / Наука и общество, Физика

Четвероногих роботов научили бегать в дикой природе

20:00 / Новые технологии

В Институте космических исследований РАН прошел День космической науки

18:00 / Астрономия, Астрофизика, Космология, Космонавтика

Ученым вручили премии Правительства РФ в области образования

17:45 / Наука и общество, Образование

Лекторий и мастер-классы РНФ в Зарядье на Фестивале НАУКА 0+

17:30 / Наука и общество

В зоологическом музее МГУ появились очень редкие трихоплаксы

15:49 / Биология, География, Науки о земле

В Салехарде стартовало мероприятие-спутник Конгресса молодых ученых

14:37 / Наука и общество

Ученые выяснили вкусовые предпочтения азиатского морского окуня

13:30 / Биология

Нобелевскую премию по физике 2022 присудили за новаторство в квантовой информатике

13:15 / Наука и общество, Физика

Памяти великого ученого. Наука в глобальном мире. «Очевиднное — невероятное» эфир 10.05.2008

04.03.2019

Памяти великого ученого. Нанотехнологии. «Очевидное — невероятное» эфир 3.08.2002

04.03.2019

Вспоминая Сергея Петровича Капицу

14.02.2017

Смотреть все

Могут ли бактерии выжить в открытом космосе?

Космос – опасная и непригодная для жизни среда. По крайней мере для человека и других животных. И все же, на нашей планете существуют организмы, например, тихоходки, способные выжить в открытом космосе. Эти крошечные беспозвоночные, как показали результаты многочисленных научных исследований, могут пережить ядерный взрыв, падение астероида, радиацию и отсутствие кислорода и воды. Но как оказалось, тихоходки не единственные преуспели в выживании в экстремальных условиях. Так, недавно исследователи обнаружили, что вид бактерий Deinococcus radiodurans может жить в открытом космосе в течение трех лет. Эксперимент, проведенный за бортом Международной космической станции (МКС), приводит к противоречивой теории о том, как жизнь может путешествовать между планетами.

Роботизированная рука прикрепила бактерии на на борту Международной космической станции

Выжить в открытом космосе

Микробиологи потратили десятилетия на изучение экстремофилов – организмов, которые выдерживают экстремальные условия, чтобы понять как появилась жизнь на Земле. Некоторые экстремофилы могут жить без защиты в космосе в течение нескольких дней; другие могут жить годами, но только вырезая дом внутри скал. Эти открытия подтверждают теорию о том, что жизнь, как мы ее знаем, может перемещаться между планетами внутри метеоритов или комет.

Согласно данным работы, опубликованной в журнале Frontiers in Microbiology, бактерии Deinococcus radiodurans могут выживать в космосе не менее трех лет. Акихико Ямагиси, микробиолог из Токийского университета фармации и естественных наук, который руководил исследованием, считает, что результаты также предполагают, что микробная жизнь может путешествовать между планетами, не защищенными камнями.

К такому выводу исследователи пришли после завершения эксперимента, в ходе которого обрамленная бесконечным фоном темного, безжизненного космоса, роботизированная рука на МКС в 2015 году установила открытую коробку с микробами на поручне станции в 400 километрах от поверхности Земли.

Здоровые бактерии, помещенные в коробку, не имели никакой защиты от космических ультрафиолетовых, гамма и рентгеновских лучей.

Deinococcus radiodurans собственной персоной

Ямагиси и его команда рассмотрели несколько видов бактерий и Deinococcus radiodurans выделялся как исключительный. В период с 2010 по 2015 год его команда проводила эксперименты по испытанию D. radiodurans на имитируемых условиях Международной космической станции. Таким образом ученые показали, что бактерии выживут в открытом космосе и с помощью ракеты SpaceX запуск состоялся в апреле 2015 года.

Вместе с ракетой SpaceX в космос отправились три группы бактерий: одна на один год, другая на два года и еще одна на три. После того, как астронавты подготовили панели, роботизированная рука, разработанная исследования специально для эксперимента и управляемая с Земли, установила специальные панели на борту МКС. Каждая панель содержала две небольшие алюминиевые пластины, усеянные 20 неглубокими лунками для различных по размеру бактерий. Одна пластина «смотрела» вниз, на Международную космическую станцию, другая – в космос.

Еще больше увлекательных статей о том, какие эксперименты проводятся на борту Международной космической станции, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Эксперимент с роботизированной рукой

Каждый год роботизированная рука Кибо размонтировала платформу, удерживающую панели, возвращая ее обратно на МКС, чтобы астронавты могли отправить образцы обратно на Землю для анализа. Полученные результаты показали, что бактерии Deinococcus выжили в трехлетнем эксперименте. Клетки бактерий Deinococcus во внешних слоях масс умирали, но эти мертвые внешние клетки защищали внутренние от непоправимого повреждения ДНК. И когда массы были достаточно большими – по-прежнему тоньше миллиметра – клетки внутри выживали в течение нескольких лет.

«Это напомнило мне именно ту стратегию, которую цианобактерии используют в Андах», – говорит Натали Каброль, астробиолог, не связанный с исследованием, руководит поисками внеземного разума в SETI. Каброл изучала, как цианобактерии – одна из старейших форм жизни на Земле – переносят интенсивное солнечное излучение, организуясь в слои, где клетки умирают снаружи и выживают внутри. Она была довольна тем, что эти результаты могут рассказать нам об экстремофилах, обитающих на Земле. Ее слова приводит Smithsonian magazine.

Происхождение жизни на Земле — самая большая загадка человечества

Помимо защитных слоев клеток в колониях, D. radiodurans оказались удивительно устойчивы к повреждениям от радиации. Их гены кодируют уникальные белки, которые восстанавливают ДНК. В то время как человеческие клетки содержат около двух копий ДНК, а большинство бактериальных клеток одну, D. radiodurans содержит до 10 избыточных копий.

Наличие большего количества копий важных генов означает, что клетки могут производить больше копий белков, которые фиксируют ДНК, поврежденную радиацией. Этот врожденный защитный механизм в сочетании с защитными наружными слоями клеток поддерживал жизнь микробов, несмотря на то, что уровень радиации был в 200 раз выше, чем на Земле.

Используя уже имеющиеся данные о том, как каждый дополнительный год влияет на клетки, команда предсказывает, что путешествующие колонии D. radiodurans могут выживать от двух до восьми лет между Землей и Марсом – и наоборот. По мнению авторов исследования, это говорит о том, что мы должны рассмотреть происхождение жизни не только на Земле, но и на Марсе.

Что такое массапанспермия?

Ранее проведенные исследования предполагают, что споры микробов могут выживать внутри горных пород – это называется литопанспермией. Проще говоря, литопанспермия – это разновидность теории панспермии, которая предполагает, что жизнь на Земле могла возникнуть благодаря микробам с другой планеты. Но Ямагиси считает, что результаты исследования экстремофилов, выдерживающих прямое воздействие космической радиации в течение многих лет без камней, являются причиной для нового термина: массапанспермия.

Согласно массапанспермии, где мassa означает массу на латинском языке, колонии бактерий способны выживать в космосе и могут распространяться от планеты к планете.

Не исключено, что жизнь могла попасть на нашу планета из космоса

Вам будет интересно: Самые необычные теории о происхождении жизни

Однако многие эксперты не решаются принять массапанспермию, аргументируя это тем, что доказательства жизнеспособности D. radiodurans в течение трех лет очень далеки от тех цифр, которые нужны для того, чтобы
отправить колонии бактерий на Марс. Хотя теоретически подобные путешествия бактерий возможны, ученые подсчитали, что материи может потребоваться до нескольких миллионов лет, чтобы покинуть одну планету и приземлиться на другой в пределах Солнечной системы.

И все же, авторы исследования смотрят в будущее с оптимизмом. Еще бы, ведь в условиях, в которых по нашему мнению не может выжить ни один живой организм, удалось выжить бактериям. Сегодня Ямагаси и его команда разрабатывает микроскоп для поиска жизни под поверхностью Марса. Желаем ученым удачи, а мы будем ждать новостей.

Как не допустить заражения МКС (а также тех планет, которые мы собираемся посетить)

• Ричард Холлингем
• BBC Future

15 марта 2020

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, Getty Images

Астронавты и космонавты приносят с собой на борт Международной космической станции массу микробов с Земли, на орбите бактерии размножаются и мутируют. Как удается справляться с этим и не допускать ситуации, когда они выйдут из-под контроля?

К 1998 году российская орбитальная станция «Мир» находилась на орбите уже 12 лет. Возраст давал о себе знать: случались перебои в электропитании, компьютеры выходили из строя, система климат-контроля стала подтекать.

Но когда члены экипажа станции приступили к исследованию различных типов микробов, с которыми делили жизненное пространство, они были поражены тем, что увидели.

Открыв одну из съемных панелей, космонавты обнаружили под ней несколько шаров (невесомость!) с мутной водой — каждый размером с футбольный мяч. Оказалось, что вода кишит бактериями, грибками и микроскопическими клещами.

Однако еще более тревожным было то, что колонии микроорганизмов атаковали прорезиненные уплотнители иллюминаторов, а бактерии, выделяющие кислоту, лакомились электрическими кабелями.

Любой модуль станции «Мир» был образцовой чистоты, когда его запускали с Земли. Сборка велась в стерильных помещениях, инженеры носили маски и защитную одежду.

Вся нежелательная жизнь, обитавшая в орбитальной лаборатории, была принесена на нее членами многонациональных экипажей, прилетающими на станцию.

• Женщины, которые шили космические скафандры. Вручную
• Как астронавтов «Аполлона-12» чуть не убило молнией, но они все равно слетали на Луну
• Как слетать на Марс и не сойти с ума
• Пять самых невероятных примеров космической смекалки

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

В своей жизни мы соседствуем с микробами, мы делим с ними и наше тело. Бактерии населяют наш кишечник, микроскопические клещи грызут нашу отмирающую кожу. По оценкам ученых, более половины клеток нашего организма не принадлежит человеку.

Большинство микробов не просто безвредны, они важны для нас — и для переваривания пищи, и для защиты от болезней. Куда бы мы не пошли, мы несем с собой свой микробиом, и он, так же как и люди, приспосабливается к жизни в космосе, попадая на орбиту.

«Жизнь в космосе полна стресса не только для людей, — говорит Кристин Мойссл-Айхингер, которая недавно руководила исследованием Европейского космического агентства (ЕКА), в ходе которого изучались образцы микробиома МКС, собранные астронавтами и космонавтами, побывавшими там.

«Полет в космос полон стрессовых ситуаций для членов экипажа, и мы решили выяснить, подвергаются ли тому же самому и микробы, и как они на это реагируют — возможно, в этом есть что-то опасное?»

Это исследование было весьма своевременным. В ноябре 2020 года исполнится 20 лет с тех пор, как на МКС начали работать люди.

Учитывая опыт «Мира», биологи беспокоились, что еще они найдут на борту станции. Не окажется ли, что микроорганизмы мутировали так, что представляют угрозу как для МКС, так и для астронавтов?

Автор фото, NASA

Подпись к фото,

Всё, что не закреплено, плавает по МКС, и поток воздуха несет это к очистительным фильтрам

Ученые обнаружили, что на МКС сложилась устойчивая популяция из примерно 55 различных типов микроорганизмов. Несмотря на отсутствие гравитации, эти бактерии, грибки, плесень, простейшие и вирусы прекрасно приспособились к новому окружению.

«У них не развилась повышенная устойчивость к антибиотикам или какие-то иные свойства, опасные для человека, — рассказывает Мойссл-Айхингер. — Но оказалось, что они приспособились к жизни на металлических поверхностях».

Эти жующие металл микробы, как и в случае с «Миром», могут представлять в долгосрочной перспективе опасность для систем орбитальной станции.

Контроль за сообществом микроорганизмов МКС входит в обязанности экипажа. Каждую неделю астронавты протирают поверхности противомикробными салфетками и пользуются пылесосом. И это в добавок к ежедневной уборке на кухне и в зоне тренажеров (на которых из-за пота от упражнений может образоваться плесень).

«В поддержании порядка мы частично полагаемся на космонавтов, — говорит Кристоф Лассер, возглавляющий в ЕКА исследования в области систем жизнеобеспечения. — Но и на технологии, благодаря которым фильтры очищают воздух и на станции всегда есть чистая вода».

Уроки «Мира» были учтены при конструировании МКС. Воздух на станции суше (ведь жизнь любит воду), движение воздуха более заметно — постоянный ветерок гонит любую пыль в фильтры очистительной системы.

«Основная разница [в этом смысле] между вашим домом и МКС в том, что на станции пыль не оседает, а собирается в вентиляции, — говорит Лассер. — И вообще любой предмет — карандаш или очки — поток воздуха будет гнать в направлении фильтров».

В общем, всё, что не закреплено, будет летать по станции.

Автор фото, Nasa/Getty Images

Подпись к фото,

МКС, видимо, самая дорогостоящая конструкция в истории, построенная человеком, но и она нуждается в том, чтобы ее пылесосили

Опыт эксплуатации МКС показывает, что в космосе люди могут сосуществовать со своим микробиомом без каких-либо серьезных негативных последствий.

Однако ученых беспокоит то, что может случиться, когда мы покинем относительно безопасную низкую околоземную орбиту и отправимся к Луне или Марсу.

«Сегодня орбитальная станция вращается ниже радиационного пояса Земли (пояса Ван Аллена), так что воздействие радиации невелико, — говорит Лассер. — Но когда мы выйдем за пределы этого пояса, радиация возрастет и, возможно, эволюция микроорганизмов, их генетическая мутация пойдет быстрее».

Сейчас в НАСА разрабатывают новую космическую станцию, которая будет вращаться вокруг Луны (ее название — «Гейтуэй», «Портал», «Ворота»). Астронавты на ней будут жить несколько недель, а затем, видимо, покидать ее на месяцы, оставляя пустой.

«Нам надо быть уверенными, что на пустующей станции не будет условий для бесконтрольного роста микроорганизмов, — подчеркивает Лассер. — Потому что это может стать опасным».

Ученые думают и о том, что случится, когда мы принесем свой микробиом на Марс.

На Красной планете пока не было людей, и то, что человечество туда отправляло, было безукоризненно чистым.

Например, сборка последнего марсохода ЕКА велась в Великобритании в стерильных помещениях, инженеры были одеты в специальные костюмы, специальное нижнее белье, маски и перчатки. (Совместная российско-европейская миссия ExoMars по исследованию признаков жизни на Марсе перенесена на 2022 год. — прим. Би-би-си) Это крайне важно — не занести на другую планету формы земной жизни.

Понятно, однако, что люди, когда доберутся до Марса, не будут идеально чистыми, и избавиться от всех земных микробов невозможно, а уж от собственного микробиома — просто опасно для жизни.

Так как же нам избежать загрязнения Марса земными бактериями, чтобы потом не принять их за марсианские?

«Да, на теле у нас очень много микробов, но мы не собираемся гулять по Марсу обнаженными, — рассуждает сотрудник ЕКА Герхард Кминек. — Астронавты будут одеты в скафандры — чтобы остаться в живых и чтобы удерживать любое загрязнение внутри».

Автор фото, NASA

Подпись к фото,

Такие марсоходы, как «Кьюриосити», собираются в стерильных помещениях, чтобы не занести на Марс земные микробы

Главное здесь — как избежать попадания человеческих микробов на марсианскую почву с внешней поверхности скафандров. Над решением этой задачи сейчас трудится рабочая группа, созданная главными мировыми космическими агентствами. Свои рекомендации она намерена опубликовать уже в этом году.

Однако еще более чувствительный вопрос — о возможном попадании на земную почву марсианских микробов.

Миссия по доставке образцов марсианского грунта пока в стадии разработки. Есть шанс, что в этих образцах может оказаться инопланетная жизнь.

Научная фантастика уже давно нас предупреждает: с такими вещами надо быть крайне осторожными, если мы не хотим заразить Землю чем-нибудь ужасным — достаточно вспомнить «Штамм «Андромеда» или «Нечто».

И хотя последнее исследование показало, что на борту МКС не выросло ничего опасного, понимание того, как развивается микробиом станции, поможет обеспечить безопасность первых людей, слетавших на Марс.

«Когда астронавты вернутся с Марса и мы увидим в их микробиоме нечто, нам надо будет разобраться — то ли это вызвано биологией Марса, то ли мы это уже видели у тех, кто раньше летал в космос», — говорит Кминек, и его слова звучат угрожающе.

Между тем у микробиологов есть еще один потенциально интереснейший объект для изучения — 96 мешков с отходами человеческой жизнедеятельности, оставленных на Луне 50 лет назад астронавтами «Аполлона».

Когда в течение следующего десятилетия люди вернутся на Луну, НАСА надеется, что они найдут там хотя бы несколько из этих мешков и выяснят, живы ли в бактерии в них. Если живы, то это станет еще одним маленьким шагом к пониманию микробиома человека.

—

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

бактерии в космосе мутируют Разработки и новые планы по исследованию возникновения микроорганизмов

Некоторые виды бактерий, которым устроили дом в космосе, начали процветать. Один из видов, Bacillus safensis, чувствует себя лучше в условиях микрогравитации на Международной космической станции, чем на Земле. Исследование проводилось в рамках проекта MECCURI, обычные граждане и микробиологи собирали образцы микробов в окружающей среде и посылали их на МКС, чтобы посмотреть, как те будут расти.

На этой неделе в PeerJ были опубликованы результаты, которые не только вызвали дискуссию о влиянии созданных людьми космических условий на микробные сообщества, но и о том, как жизнь могла бы теоретически перемещаться между планетами во время космических путешествий.

Космические микробы

Примечательную устойчивость в космосе , когда микробы выжили после размещения за пределами космической станции.

Проект MECCURI изучал то, как образцы бактерий будут жить внутри самой космической станции.

«Теплая, влажная, богатая кислородом среда МКС не похожа на космический вакуум», говорит доктор Дэвид Койл из Калифорнийского университета, микробиолог и ведущий автор исследования.

Что примечательно, выяснилось, что подавляющее большинство 48 штаммов бактерий росли со скоростью, близкой к земной. Но Bacillus safensis росла на 60% лучше в космосе. B. safensis не привыкать к космическим путешествиям — она уже путешествовала автостопом с марсоходами «Оппортьюнити» и «Спирит».

Койл рассказал, что самым важным оказался факт того, что поведение большинства бактерий в космосе было чрезвычайно похожим на земное. А поведение микробов в условиях микрогравитации будет иметь решающее значение для долгосрочного планирования пилотируемых космических полетов.

«Этот проект увеличивает число видов, которые необходимо исследовать, и открывает перспективы», говорит Койл.

Проектирование околокосмических экспериментов

Проектирование экспериментов по изучению бактерий в космосе представляет микробиологам несколько проблем, от задержек ракетных запусков до изучения языка ракетных инженеров. Одной из проблем ученых стала их неспособность использовать традиционные методы выращивания микробов. Жидкая среда для роста представляет риск в микрогравитации, и ученым вместо этого нужно было разработать особу твердую среду на пластинках, чтобы сделать эксперимент удобным для космоса.

И хотя B. safensis действительно лучше росла в микрогравитации, остается загадкой, почему ее поведение отличалось от земного. Койл надеется, что секвенирование генома бактерии может обеспечить разгадку. Он бы хотел подключить еще кого-нибудь к изучению результатов эксперимента.

Важность гражданской науки

Доцент Джонти Хорнер, астроном Университета Южного Квинсленда, говорит, что это исследование имеет оттенки теории «панспермии», согласно которой жизнь может переноситься между планетами естественным путем, например, во время поездок на астероидах или кометах.

«Бактерии чрезвычайно стойкие, и не будет сюрпризом, если они смогут выживать в космосе. Что интересно, так это что происходит с ними внутри МКС, в человеческой среде», рассказал Хорнер. «Нам нужно понять это, чтобы убедиться, что мы случайно не загрязняем планеты вроде Марса, а также узнать, насколько живучи бактерии в космосе и могут ли они переживать межпланетные путешествия».

Уже десятилетия ученые пытаются понять, почему некоторые бактерии процветают в космосе. Новое исследование, опубликованное в журнале NPJ Microgravity , показывает, что по крайней мере у одной бактерии в космических условиях появляется более десятка мутаций, причем благоприятных, которые способствуют улучшенного циклу размножения. Более того, эти изменения не исчезают даже тогда, когда бактерии возвращаются в нормальные условия, что является не самыми хорошими новостями для космонавтов, которые во время долгих полетов могут в результате столкнуться с новыми и крайне опасными формами мутировавших земных микроорганизмов.

Данные с предыдущих космических полетов показывают, что E. coli и сальмонелла становятся гораздо сильнее и растут быстрее в условиях невесомости. На МКС они так прекрасно себя чувствуют, что образуют целые слизистые пленки, так называемое биопокрытие, на внутренних поверхностях станции. Эксперименты на космическом шаттле показали, что эти бактериальные клетки становятся толще и производят больше биомассы по сравнению со своими сородичами на Земле. Более того, бактерии в космосе растут, приобретая особую структуру, которая на планете просто не наблюдается.

Почему так происходит, пока не ясно, и поэтому ученые из Хьюстонского университета решили проверить, какой эффект окажет невесомость на бактерии за длительный период времени. Они взяли колонию E. coli, посадили их в специальную машину, имитирующую условия невесомости, позволили размножаться в течение долгого периода. Всего в колонии сменилось более 1000 поколений, что гораздо дольше, чем в любом исследовании, проведенном раньше.

Затем эти «адаптировавшиеся» клетки ввели в колонию нормальных E. coli (контрольного штамма), и космические жители чувствовали себя прекрасно, произведя в три раза больше потомков по сравнению с родственниками, не побывавшими в невесомости. Эффект мутаций сохранился с течением времени и, похоже, оказался постоянным. В другом эксперименте подобные же бактерии, подвергшиеся воздействию невесомости, размножались в течение 30 поколений и, попав в обычную колонию, на 70% превысили показатели размножения своих земных соперников.

После генетического анализа оказалось, что у адаптировавшихся бактерий найдено как минимум 16 разных мутаций. Неизвестно, важны ли эти мутации индивидуально, или они работают все вместе, чтобы дать бактерии преимущество. Одно ясно: космические мутации не случайны, они эффективно увеличивают показатели репродуктивности и не исчезают со временем.

Это открытие представляет проблему на двух уровнях. Во‑первых, космически модифицированные бактерии могут вернуться на Землю, вырваться из условий карантина и привнести новые черты другим бактериям. Во‑вторых, такие усовершенствованные микроорганизмы могут повлиять на здоровье космонавтов во время длительных миссий, например, во время полета на Марс. К счастью, даже в мутировавшем состоянии бактерии убиваются антибиотиками, так что средства борьбы с ними у нас есть. Правда, неизвестно, до каких пределов микробы могут измениться, пребывая в космосе десятилетиями.

Они вряд ли являются представителями внеземной жизни

Доктор биологических наук Антон Сыроешкин прокомментировал недавнее заявление космонавта Антона Шкаплерова о «прилетевших из космоса» бактериях на внешней повехности Международной космической станции. По мнению ученого, подобная формулировка не должна заставлять думать, что обнаруженные микроорганизмы действительно прибыли на Землю с других планет.

При этом специалист подчеркнул, что пока что на внешней стороне МКС не было обнаружено ни одной живой бактерии, а находки представляют собой лишь образцы ДНК, о жизнеспособности говорить пока преждевременно. « Мы пока ничего не высевали. Но, судя по тому, что большие фрагменты ДНК остаются целыми под действием рентгеновского, ультрафиолетового излучения, потока протонов, сами бактерии тоже вполне могли оставаться целыми», — добавил Сыроешкин.

Орбита МКС распологается примерно в 400 километрах над поверхностью Земли, однако микроорганизмы вполне могли попасть туда не только на борту космического модуля. Между поверхностью Земли и ионосферой постоянно течет электрический ток, и если примером «нисходящей» ветви можно назвать молнии, то восходящая ветвь может поднимать на огромную высоту капли аэрозолей и пылинки. Вместе с ними на высоте полёта Международной космической станции могут оказываться и земные бактерии. Для этого микроорганизмам необходимо преодолеть тропопаузу и стратопаузу, однако всё говорит о том, что поднимаются они именно под воздействием глобальной электрической цепи.

Мар
25
2012

Могут ли микроорганизмы переносить невесомость? Все, кого запускали до этого, переносили ее неплохо: на внутриклеточные процессы отсутствие силы тяжести не влияет. Но то все одиночные организмы. Бактерии же живут колониями, где действуют свои законы. Вот и было решено забросить в космос целую популяцию этих микроорганизмов, точнее, что-то около двадцати миллионов штук. Запускали при этом не сами бактерии, а их споры.
На орбитальной станции им созданы для жизни все условия: питательная среда, минеральные соли, свет, температура… Одним словом, все необходимое, кроме силы тяжести. Эксперимент в , а параллельно ему контрольный — на Земле, на космодроме Байконур — длился около полутора суток, после чего обе популяции бактерий зафиксировали, то есть умертвили, дабы подвести итоги. И вот каковы они оказались.

Нормально живущая популяция
обязательно размножается. Причем скорость увеличения численности сильно зависит от регулируемых условий среды и потому известна заранее. Все условия среды в космосе и на Земле были одинаковы, кроме невесомости. Земная популяция за время опыта размножилась так, как ей было предписано учеными. А вот космическая
… Она увеличилась лишь чуть-чуть. Точный подсчет показал, что размножение в космосе идет медленнее, чем на Земле: «космическая скорость» роста популяции меньше земной на 30 процентов.

Ученые полагают, что в земных условиях сила тяжести обеспечивает перемешивание клеток в колонии для улучшения условий их химического метаболизма. Ну а в космосе, в невесомости, никакого перемешивания, естественно, нет. Значит, сила тяжести необходима для нормальной жизнедеятельности земных бактерий.

Попутно этот вывод еще больше ставит под сомнение возможность длительных путешествий микроорганизмов по , как это предполагается в большинстве теорий панспермии, то есть прямого занесения жизни на нашу планету из космоса.

Нередко можно услышать: мне понятно, почему ученые направляли в космос высокоорганизованных живых существ — собак. Это необходимо для обеспечения полной безопасности космического полета человека. Но зачем нужно было отправлять на кораблях-спутниках микроорганизмы и даже субмикроскопические существа — ? Вот на этот вопрос я и хочу кратко ответить в этой статье.

Использование одноклеточных организмов в космических экспериментах вызывалось целым рядом причин, и прежде всего, конечно, тем, что в межпланетном пространстве могли обнаруживаться излучения, способные вызывать серьезные клеточные повреждения у животных. Не исключено, что у собак и кроликов, побывавших в космосе, отклонения могли и не выявиться, так как целостный организм способен компенсировать скрытые клеточные повреждения. Вместе с тем возникает и другая, не менее важная в практическом и теоретическом отношении проблема — влияние космического излучения на наследственность.

Теперь легко объяснить, почему было решено использовать микроорганизмы. Они обладают большим диапазоном чувствительности к ионизирующей радиации, начиная от одного до нескольких тысяч рентген. Это позволяет изучить биологическое действие самых различных доз космического излучения, с которыми мог бы встретиться космонавт во время полетов по заданной орбите. В опытах на кораблях-спутниках в качестве биологических объектов, реагирующих только на очень большие дозы ионизирующей радиации, были использованы различные виды : Кишечная палочка, стафилококк, палочка маслянокислого брожения и другие.

Наследственные свойства бактерий, в частности кишечной палочки К-12, были детально изучены еще в лабораторных условиях с помощью тончайших методов микробиологии. Они позволяют выявить бактериальные клетки с патологически измененной наследственностью под влиянием больших доз ионизирующей радиации (порядка нескольких тысяч рентген и больше). Если даже в зонах орбит движения космических кораблей не будет такого мощного радиационного воздействия, биологи все равно должны учитывать возможности влияния энергии и проникающей способности отдельных компонентов космической радиации — протонов, альфа-частиц, а также ядер более тяжелых элементов, которые могут убить клетку или вызвать серьезные клеточные повреждения.

Явления мутации у бактерий (то есть патологического изменения наследственности) связаны с потерей способности клетки самостоятельно синтезировать аминокислоты или витамины, необходимые для роста и размножения микроорганизма. В случае обнаружения большого числа таких бактериальных клеток легко было бы определить (и предупредить) опасность, подстерегающую космонавта в полете.

Для изучения возможных изменений в структуре бактериальной клетки под влиянием факторов космического пространства были использованы новейшие методы, в частности техника ультратонких срезов бактерий и их электроноскопическое исследование. На спутниках находились и высокочувствительные бактерии — так называемые лизогенные, способные реагировать на малые дозы ионизирующей радиации (до 1 рентгена) путем образования и выделения бактериофагов. Под влиянием даже небольших доз рентгеновского или ультрафиолетового облучения лизогенные бактерии приобретают способность к повышенной продукции бактериофагов. С помощью специальных методов можно затем точно определить число пораженных бактерий, образующих эти фаги.

Так устанавливается наследственная реакция (повышенная лизогенность) бактерий в ответ на действие внешних факторов. Вот почему эта модель была использована в качестве биологического индикатора, по которому можно судить о вредности и генетических последствиях радиации в малых дозах во время пребывания живого существа в различных зонах космического пространства.

Как долго могут существовать клетки при космических полетах? Для ответа на этот вопрос были разработаны и сконструированы специальные малогабаритные автоматические приборы — биоэлементы. Они были установлены на космических кораблях и автоматически регистрировали основные функции жизнедеятельности бактерий и при необходимости передавали на Землю радиосигналы о состоянии этих мельчайших живых существ. В автоматических биоэлементах микробы могут находиться в космосе в течение практически любых сроков полета ракет — месяцы, годы, десятки и более лет. По истечении заданного срока можно включить приборы, и тотчас же будут переданы на Землю сведения, которые могут точно характеризовать биологическую активность микроорганизмов. Живые существа микроскопических размеров не требуют большого запаса питания и поэтому являются очень удобной моделью для космической биологии.

Большой интерес представляет сопоставление микробиологических данных с опытами на кораблях-спутниках по использованию культуры человеческих раковых клеток. По чувствительности эти занимают промежуточное положение между лизогенными и нелизогенными клетками кишечной палочки. Таким образом, перед нами гамма биологических индикаторов на различные уровни ионизирующего излучения. Культура раковых клеток привлекла внимание исследователей благодаря своей способности хорошо расти на синтетических питательных средах в виде отдельных колоний, что облегчает наблюдения за развитием клеток, характером клеточного повреждения. Наконец, этот метод позволяет точно учитывать количество сохранившихся поврежденных и отмерших клеток в культуре тканей, подвергшейся воздействию ускорения, вибрации, невесомости.

Так микробы, субмикроскопические организмы — бактериофаги и изолированные клетки человеческого тела помогали решать важную задачу биологического исследования трассы первого в мире космического полета человека. Вполне естественно, что применение методов космической биологии будет и в дальнейшем способствовать разработке эффективных мер защиты, обеспечивающих безопасность более длительных полетов космонавтов.

P. S. О чем еще думают британские ученные: о том, что как ни крути, а поездка в космос, пусть даже с микроорганизмами за компанию – вещь невероятно крутая. Также в такую поездку было бы полезным взять фото и видео аппаратуру, диктофон, дабы сразу же на него записывать свои впечатления, (к слову хороший диктофон zoom h5 можно купить в Portativ.ua/). Но увы такое явление как космический туризм только-только зарождается и для отправки себя любимого на орбиту необходимо выложить кругленькую суму, но мы верим, что с дальнейшем развитием науки и технического прогресса такие поездки станут доступны каждому.

Недавно обнаруженные бактерии на космической станции могут помочь астронавтам выращивать растения на Марсе

Эксперимент Veggie, который используется для выращивания салата на Международной космической станции. В новом исследовании исследователи обнаружили на космической станции новые бактерии, которые, по их мнению, могут поддержать будущие усилия по выращиванию продуктов питания в космосе.
(Изображение предоставлено НАСА 265B2821)

Чем будут питаться будущие астронавты, живущие на Марсе или путешествующие в глубоком космосе? Исследователи обнаружили на Международной космической станции три новых штамма бактерий, которые, по их мнению, однажды могут помочь астронавтам летать выращивают себе еду .

Хотя космическая пища эволюционировала из пакетиков с пюре первых лет существования НАСА, скорее всего, ей придется развиваться дальше; будущим астронавтам в марсианских миссиях и других длительных путешествиях по глубокому космосу, вероятно, придется выращивать часть своей пищи , считают эксперты. Но выращивание пищи в космосе — непростая задача, поскольку растения зависят от «полезных» бактерий в почве, которых не существует вне Земли (насколько нам известно).

В новом исследовании исследователи из Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) , Университет Южной Калифорнии, Корнельский университет и Университет Хайдарабада в Индии обнаружили и выделили штаммы бактерий на борту Международной космической станции. Ученые считают возможным, что эти бактерии могут помочь растениям расти в экстремальных условиях, таких как космос.

«Чтобы выращивать растения в экстремальных условиях, где ресурсы минимальны, очень важно выделить новые микробы, которые помогают стимулировать рост растений в стрессовых условиях», — Кастури Венкатешваран (Венкат), старший научный сотрудник JPL, и Нитин Кумар Сингх, микробиолог и научный сотрудник JPL, 9 лет0003 говорится в заявлении .

Связанный: Растения в космосе: фотографии астронавтов-садоводов

Космическая станция — довольно чистое место. Так должно быть для безопасности астронавтов на борту и для защиты текущих экспериментов и технологий на орбите лаборатория Но это не стерильная среда, а люди являются убежищем для микробов: средний человек несет в себе и на теле более 100 триллионов микроскопических организмов. Так что неудивительно, что на станции живут бактерии.

Бактериальные штаммы, обнаруженные в рамках этого исследования, принадлежат к семейству Methylobacteriaceae, и они были обнаружены по всей космической станции во время двух последовательных полетов. Всего команда обнаружила четыре штамма, три из которых ранее не были обнаружены. (Ранее обнаруженный штамм принадлежит к роду Methylorubrum .)

Три новые бактерии были обозначены как IF7SW-B2T, IIF1SW-B5 и IIF4SW-B5. Однако команда предлагает назвать культуру нового вида 9.0027 Methylobacterium ajmalii, в честь известного индийского исследователя биоразнообразия Аджмы Хан. Генетический анализ, проведенный командой, показывает, что они тесно связаны с Methylobacterium indicum , который был выделен из семян риса в предыдущей, не связанной с этим работе .

Виды Methylobacterium часто участвуют в важных процессах растений, таких как фиксация азота, солюбилизация фосфатов и устойчивость к абиотическим стрессам. Согласно заявлению, они также способствуют росту растений и помогают защитить их от болезней.

Из-за их связи со здоровьем и ростом растений команда считает, что эти бактериальные штаммы могут иметь «биотехнологически полезные генетические детерминанты», которые могут быть полезны при выращивании сельскохозяйственных культур в космосе.

Однако, несмотря на то, что интересно рассмотреть возможность использования подобных бактерий для будущего космического земледелия, необходимы дальнейшие эксперименты, чтобы доказать, что они будут эффективны, говорится в заявлении. Вот почему, по мнению исследователей, Национальный исследовательский совет США рекомендует НАСА использовать космическую станцию ​​в качестве «испытательного стенда для изучения микроорганизмов».

«Поскольку наша группа обладает [es] опытом в культивировании микроорганизмов из экстремальных ниш, Программа космической биологии НАСА поручила нам исследовать МКС на наличие и устойчивость микроорганизмов», — сказали исследователи.

«Излишне говорить, что МКС — это чисто поддерживаемая экстремальная среда. Безопасность экипажа является приоритетом номер 1, и поэтому важно понимать патогены человека и растений, но полезные микробы, такие как этот новый Methylobacterium ajmalii также необходимы», — добавили они.

Эта работа была опубликована 15 марта в журнале Frontiers in Microbiology .

Напишите Челси Гохд по адресу [email protected] или подпишитесь на нее в Твиттере @chelsea_gohd. Следите за нами в Твиттере. @Spacedotcom и на Facebook

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Челси «Фоксанна» Год присоединилась к Space.com в 2018 году и сейчас является старшим писателем, пишущим обо всем, от изменения климата до планетарной науки и пилотируемых космических полетов, как в статьях, так и в видео на камеру. Имея степень в области общественного здравоохранения и биологических наук, Челси писала и работала в таких учреждениях, как Американский музей естественной истории, Scientific American, Discover Magazine Blog, Astronomy Magazine и Live Science. Когда Челси «Фоксанна» Год не пишет, не редактирует и не снимает что-то космическое, она пишет музыку и выступает как Фоксанна, даже запуская песню в космос в 2021 году с Inspiration4. Вы можете следить за ней в Твиттере @chelsea_gohd и @foxannemusic.

ученых обнаруживают, что открытые бактерии могут выживать в космосе годами | Наука

Роботизированная рука размещает контейнер с тремя панелями бактерий за пределами Международной космической станции.
ДЖАКСА/НАСА

На фоне бесконечного темного безжизненного космоса роботизированная рука на Международной космической станции в 2015 году установила коробку с открытыми микробами на перила на высоте 250 миль над Землей. У здоровых бактерий не было защиты от натиска космического ультрафиолета, гамма- и рентгеновских лучей. Вернувшись на Землю, ученые задавались вопросом, смогут ли микробы выжить в этих условиях в течение трех лет, продолжительности эксперимента и, если выживут, что результаты могут рассказать исследователям о способности жизни путешествовать между планетами.

Микробиологи потратили десятилетия на изучение экстремофилов, организмов, выживающих в экстремальных условиях, чтобы понять таинственные нити того, как жизнь расцвела на Земле. Некоторые экстремофилы могут беззащитно прожить в космосе несколько дней; другие могут просуществовать годами, но только если вырежут себе дом в скалах. Эти результаты подкрепляют теорию о том, что жизнь, какой мы ее знаем, может перемещаться между планетами внутри метеоритов или комет. Теперь новые результаты, опубликованные сегодня в Frontiers in Microbiology, , основанный на этом эксперименте на Международной космической станции, показывают, что бактерия Deinococcus radiodurans может выжить в космосе не менее трех лет. Акихико Ямагиши, микробиолог из Токийского университета фармации и наук о жизни, который руководил исследованием, говорит, что результаты также предполагают, что микробная жизнь может путешествовать между планетами, не защищенными скалами.

Исследование проводилось за пределами японской лаборатории Кибо на Международной космической станции. Но задолго до того, как эксперимент Ямагиси вышел на орбиту, Японское агентство космических исследований JAXA хотело, чтобы его команда убедила их в успехе заранее. «Мы хотели сказать: «Мы не знаем — мы просто должны попробовать». Но это не разрешено для космических экспериментов», — говорит Ямагиши. «Поэтому нам пришлось подумать, как их убедить».

Ямагиши и его команда рассмотрели несколько видов бактерий, и Deinococcus radiodurans выделились как исключительные. В период с 2010 по 2015 год его команда провела эксперименты по тестированию D. radiodurans в смоделированных условиях Международной космической станции. Они облучали жуков высоким уровнем радиации, снижали давление до космического вакуума и поднимали температуру до 140 градусов по Фаренгейту всего за 90 минут. Они обнаружили, что клетки были удивительно устойчивы к шквалу стресса. «Мы показали, что [бактерии] выживут, проводя эти эксперименты на земле, и они приняли нас и поверили нам», — говорит он. Команда получила одобрение JAXA, и их астробиологический эксперимент должен был начаться с помощью ракеты SpaceX в апреле 2015 года.0005

В запланированном эксперименте перед запуском произошел сбой. Первоначально Ямагиши и команда планировали, что эксперименты будут проводить астронавты, но они узнали, что у них больше нет возможности проводить «привязанные» научные эксперименты за пределами Международной космической станции. К счастью, команда смогла разработать эксперимент с использованием этого робота-манипулятора.

Вместе с ракетой SpaceX были подняты три панели бактерий: одна на один год воздействия, другая на два года и еще одна на три. После того, как астронавты подготовили панели, роботизированная рука, управляемая с Земли, схватила панели и установила их на место. Каждая панель содержала две маленькие алюминиевые пластины с 20 неглубокими лунками для масс бактерий разного размера. Одна пластина указывала на Международную космическую станцию; другой указывал на космос.

Каждый год роботизированная рука Кибо демонтировала платформу, удерживающую панели, и возвращала ее внутрь МКС, чтобы астронавты могли отправлять образцы на Землю для анализа. Их результаты показывают, что бактерии Deinococcus выжили в течение трехлетнего эксперимента. Клетки бактерий Deinococcus во внешних слоях масс погибли, но эти мертвые внешние клетки защитили те, что внутри, от непоправимого повреждения ДНК. А когда массы были достаточно большими — еще тоньше миллиметра — клетки внутри выживали в течение нескольких лет.

«Это напомнило мне стратегию, которую используют цианобактерии в Андах», — говорит Натали Кэброл, астробиолог, не связанный с исследованием, которая руководит Центром исследований Карла Сагана Института поиска внеземного разума (SETI). Кэброл изучил, как цианобактерии, одна из древнейших форм жизни на Земле, выдерживают интенсивное солнечное излучение, организуясь в слои, где клетки умирают снаружи и выживают внутри. Она была довольна тем, что эти результаты могут рассказать нам об экстремофилах на Земле.

Помимо защитных слоев клеток в массах, D. radiodurans удивительно устойчивы к радиационному повреждению. Их гены кодируют уникальные белки, которые восстанавливают ДНК. В то время как человеческие клетки несут около двух копий ДНК, а большинство бактериальных клеток несут одну, D. radiodurans содержат до 10 избыточных копий. Наличие большего количества копий важных генов означает, что клетки могут производить больше копий белков, которые восстанавливают поврежденную радиацией ДНК. Этот врожденный защитный механизм в сочетании с защитными внешними слоями клеток поддерживал жизнь микробов, несмотря на уровни радиации, более чем в 200 раз превышающие уровни на Земле.

Используя свои данные о том, как каждый дополнительный год влияет на клетки, команда прогнозирует, что путешествующие массы D. radiodurans могут выжить от двух до восьми лет между Землей и Марсом — и наоборот. «Так что во время транспортировки можно выжить», — говорит он. «Это говорит нам о том, что мы должны учитывать происхождение жизни не только на Земле, но и на Марсе».

D. radiodurans — не единственный организм, выживший в космосе. Предыдущие исследования показали, что тихоходки живут всего 10 дней при прямом воздействии. Ученые также протестировали 9Бактерии 0027 Bacillus и Deinococcus для длительного нахождения на орбите, но только с защитой от токсического излучения.

«[Эти исследования] предполагают, что споры микробов могут выживать внутри камня — это литопанспермия », — говорит Ямагиши. Литопанспермия — вариант теории панспермии, предполагающей, что жизнь на Земле могла возникнуть из микробов с другой планеты. Но Ямагиши говорит, что его результаты экстремофилов, выдерживающих прямое воздействие в течение многих лет без камней, являются причиной для нового термина: массапанспермия. Эта теория предполагает, что микробы могли приземлиться на Землю в виде комков, а не камней.

Однако другие эксперты не решаются принять массапанспермию.

«Я уже была убеждена в том, что жизнь могла перенестись между Землей и Марсом», — говорит Натали Грефенштет, астробиолог-теоретик из Института Санта-Фе, не связанная с работой. Доказательства литопанспермии убедили ее в том, что перенос жизни возможен, но она видит одно серьезное ограничение массапанспермии: свободно плавающие клеточные массы должны пережить выброс с одной планеты и повторный вход на другую. «Это огромные требования, — говорит она. Она подозревает, что движущаяся группа незащищенных клеток перед посадкой сгорит, как метеорит.

Каброл также сомневается в возможности массапанспермии. «Показывая, что радиодуранов могут прожить три года, если они разделены слоями, очень далеко от цифр, которые нам нужны для радиодуранов , чтобы совершить прыжок на Марс». Хотя теоретически возможны многолетние путешествия, по оценкам ученых, материи может потребоваться до нескольких миллионов лет, чтобы покинуть одну планету и приземлиться на другой в пределах Солнечной системы.

«Актуальность этого исследования меньше в доказательстве того, что массапанспермия или панспермия возможны», — говорит Кэброл. «Но для меня это показывает, что мы должны быть чрезвычайно осторожны с нашим загрязнением, когда мы отправимся на Марс.

Многие страны подписали Договор о космосе, который запрещает им заносить (и распространять) микробы на другие планеты. Например, если космический корабль случайно сбросит микробы на Марс, это испортит будущие миссии по поиску жизни на планете. Ученые не знали бы с абсолютной уверенностью, обнаруживают ли они марсианских микробов. НАСА приложило все усилия, чтобы стерилизовать марсоход Mars 2020, запекая его при стерильных температурах и протирая каждую часть стерильной одеждой. Это исследование подчеркивает, насколько удивительно важно полностью очистить любой космический корабль от микробов.

Ямагиши надеется провести больше экспозиционных экспериментов еще дальше от Земли, в том числе на предложенных НАСА Лунных вратах около Луны. А чтобы продвинуть вопросы о происхождении жизни, его команда разрабатывает микроскоп для поиска жизни под поверхностью Марса.

«В средах, где мы не думали, что жизнь может выжить, теперь мы знаем, что это возможно», — говорит Грефенштетт. «Это исследование также показывает это — поэтому мы постоянно отодвигаем этот барьер того, чего может достичь жизнь на Земле».

Рекомендуемые видео

Ранее неизвестные микробы, обнаруженные на Международной космической станции, могут помочь выращивать растения

Си-Эн-Эн
—

Международная космическая станция, которая в течение последних 20 лет служила домом вдали от дома для астронавтов, стала местом обитания уникальных бактериальных обитателей. И эти микробы могут оказаться полезными.

На космической станции были обнаружены четыре штамма бактерий, три из которых ранее были неизвестны науке. Они могут быть использованы для выращивания растений во время долгосрочных космических полетов в будущем.

Исследование опубликовано в понедельник в журнале Frontiers in Microbiology.

Космическая станция — уникальная среда, потому что она была полностью изолирована от Земли в течение многих лет, поэтому было проведено множество экспериментов для изучения того, какие бактерии там присутствуют.

Изображение Sphingomonas desiccabilis, бактерии, которая, как было показано, биомайнирует редкоземельные элементы, растущие на базальтовой породе. Микробы окрашиваются в зеленый цвет. Показана масштабная линейка.

Роза Сантомартино

Бактерии с Земли потенциально могут быть использованы для добычи полезных ископаемых на Луне или Марсе

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_3A12ACEB-DA9A-7635-90CA-3BFC83142DD5@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
В течение последних шести лет восемь конкретных мест на космической станции постоянно проверялись на наличие микробов и бактериального роста. Эти направления включают в себя модули, где проводятся сотни научных экспериментов; камера роста, где выращивают растения; а также места, где экипаж собирается вместе для еды и других мероприятий.

В результате были собраны и изучены сотни образцов бактерий, и еще тысяча ожидает возвращения на Землю для анализа.

27 ноября 2020 года астронавт НАСА и бортинженер 64-й экспедиции Кейт Рубинс проверяет рост растений редьки для эксперимента Plant Habitat-02, целью которого является оптимизация роста растений в уникальной космической среде и оценка питания и вкуса растений.

НАСА

Астронавты собирают редис, выращенный на борту Международной космической станции.

Четыре штамма бактерий, выделенных исследователями, принадлежат к семейству Methylobacteriaceae. Микробы были взяты из образцов на космической станции во время последовательных экспедиций разных экипажей.

Виды Methylobacterium полезны для растений, стимулируя их рост и борясь с поражающими их патогенами, среди прочего.

Один из штаммов, Methylorubrum rhodesianum, уже был известен. А вот три другие палочковидные бактерии были неизвестны, хотя с помощью генетического анализа ученые смогли определить, что они наиболее тесно связаны с бактериями вида Methylobacterium indicum.

НАСА

Есть случай, когда вино возвращается на Землю из космоса.

Исследователи хотят обозначить новые штаммы бактерий как новый вид под названием Methylobacterium ajmalii в честь индийского ученого в области биоразнообразия Мухаммеда Аджмала Хана, который умер в 2019 году.

Старший научный сотрудник Кастури Венкатешваран и инженер по защите планет Нитин Кумар Сингх из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, штат Калифорния, работали над этим исследованием, чтобы понять потенциальное применение бактерий.

Астронавт НАСА Кейт Рубинс собирает пробирки с образцами микробов на космической станции.

НАСА

Ученые заявили, что новые штаммы могут быть «биотехнологически полезными генетическими детерминантами», помогающими выращивать растения в космосе. «Для выращивания растений в экстремальных условиях с минимальными ресурсами необходима изоляция новых микробов, которые помогают стимулировать рост растений в стрессовых условиях».

На космической станции успешно выращивают листовую зелень и редис, но выращивание сельскохозяйственных культур в космосе сопряжено с трудностями. Метилобактерии можно использовать, чтобы помочь растениям преодолеть стрессовые факторы, с которыми они сталкиваются, пытаясь расти за пределами Земли.

Однако исследователи подчеркнули, что только время и эксперименты с использованием этих бактерий для проверки их теории покажут, работает ли она.

Исследователи также хотят узнать больше об этих недавно обнаруженных бактериях.

Горчица Амара в настоящее время выращивается на космической станции.

НАСА

«Поскольку эти три штамма ISS были выделены в разные периоды времени и из разных мест, их устойчивость в среде ISS и экологическое значение в закрытых системах требуют дальнейшего изучения», — пишут авторы в исследовании.

По словам исследователей, пока люди не достигнут Марса, космическая станция служит испытательным полигоном для множества технологий и ресурсов, необходимых для долгосрочных миссий в глубоком космосе. Это включает в себя изучение микроорганизмов и того, как они влияют на жизнь на космической станции, и как их можно использовать.

Фотодокументация установки ВЭГ-03. Фотография сделана во время 50-й экспедиции. Фото: NASA

NASA.

Выращенный в космосе салат безопасен для употребления в пищу, говорится в исследовании. Вкусно, говорят космонавты

«Поскольку наша группа обладает опытом культивирования микроорганизмов из экстремальных ниш, программа космической биологии НАСА поручила нам исследовать МКС на наличие и устойчивость микроорганизмов», — сказали Венкатешваран и Сингх.

Метилобактерии, обнаруженные в ходе этого исследования, также не представляют опасности для астронавтов.

«Излишне говорить, что МКС — это экстремальная среда, в которой поддерживается чистота. Безопасность экипажа является приоритетом номер 1, и поэтому важно понимать патогены человека и растений, но также необходимы полезные микробы, такие как этот новый Methylobacterium ajmalii».

Учитывая количество бактерий, обнаруженных на космической станции, все еще ожидающих анализа, и возможность обнаружения новых штаммов, исследователи надеются, что можно будет разработать оборудование для молекулярной биологии для изучения бактерий, пока они находятся на космической станции.

«Вместо того, чтобы возвращать образцы на Землю для анализа, нам нужна интегрированная система микробного мониторинга, которая собирает, обрабатывает и анализирует образцы в космосе с использованием молекулярных технологий», — говорят исследователи. «Эта миниатюрная технология «омики в космосе» — разработка биосенсора — поможет НАСА и другим космическим державам достичь безопасного и устойчивого освоения космоса в течение длительных периодов времени».

3 штамма бактерий, обнаруженных на космической станции, могут помочь выращивать растения на Марсе — Новости науки и исследований

Колм Гори, научный обозреватель Frontiers

Внутренний вид из купола Международной космической станции. Изображение: НАСА

Образцы мазков с 8 поверхностей на борту Международной космической станции привели к идентификации 4 штаммов бактерий, 3 из которых принадлежат к недавно открытому новому виду рода Methylobacterium . По словам исследователей, эти новые штаммы могут помочь будущим космическим миссиям выращивать пищу в экстремальных условиях.

Чтобы выдержать суровые условия космоса в дальних космических миссиях, продукты, выращенные за пределами Земли, нуждаются в небольшой дополнительной помощи со стороны бактерий. Теперь недавнее открытие на борту Международной космической станции (МКС) показало, что исследователи могут помочь создать «топливо», которое поможет растениям противостоять таким стрессовым ситуациям.

Публикуя свои результаты в Frontiers in Microbiology , исследователи, работающие с НАСА, описали открытие и выделение 4 штаммов бактерий, принадлежащих к семейству 9.0027 Methylobacteriaceae из разных мест на борту МКС во время двух последовательных полетов.

В то время как 1 штамм был идентифицирован как Methylorubrum rhodesianum , остальные 3 ранее не были обнаружены и принадлежат к новому новому виду. Палочковидные подвижные бактерии получили обозначения IF7SW-B2T, IIF1SW-B5 и IIF4SW-B5, а генетический анализ показал, что они тесно связаны с Methylobacterium indicum . Виды Methylobacterium участвуют в фиксации азота, солюбилизации фосфатов, устойчивости к абиотическим стрессам, стимулировании роста растений и биоконтроле против патогенов растений.

► Читать оригинальную статью
► Загрузить оригинальную статью (pdf)

Потенциал для миссий на Марс

Теперь, в честь известного индийского ученого в области биоразнообразия доктора Аджмала Хана, исследователи предложили назвать новый вид Метилобактерии аджмалии .

Комментируя открытие, д-р Кастури Венкатешваран (Венкат) и д-р Нитин Кумар Сингх из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) говорят, что штаммы могут обладать «биотехнологически полезными генетическими детерминантами» для выращивания сельскохозяйственных культур в космосе.

Тем не менее, необходимы дополнительные экспериментальные исследования биологии, чтобы доказать, что это действительно может изменить правила игры в космическом сельском хозяйстве.

«Чтобы выращивать растения в экстремальных условиях, где ресурсы минимальны, необходимо выделение новых микробов, которые помогают стимулировать рост растений в стрессовых условиях», — сказали они.

Наряду с JPL, другие исследователи, работающие над этим открытием, базируются в Университете Южной Калифорнии, Лос-Анджелес; Корнельский университет и Университет Хайдарабада в Индии.

Поскольку однажды НАСА планирует доставить людей на поверхность Марса — и, возможно, за его пределы — Национальный исследовательский совет США Decadal Survey рекомендует космическому агентству использовать МКС в качестве «испытательного стенда для исследования микроорганизмов», согласно Венкату и Сингх.

«Поскольку наша группа обладает опытом в культивировании микроорганизмов из экстремальных ниш, Программа космической биологии НАСА поручила нам исследовать МКС на наличие и устойчивость микроорганизмов», — добавляют они.

«Излишне говорить, что МКС — это экстремальная среда, в которой поддерживается чистота. Безопасность экипажа является приоритетом номер 1, и поэтому важно понимать патогены человека и растений, но также необходимы полезные микробы, такие как этот новый Methylobacterium ajmalii ».

Расширение лаборатории МКС

В рамках продолжающейся миссии по наблюдению в течение последних 6 лет проводится мониторинг 8 мест на МКС на наличие бактериального роста. Эти участки для проб включают места, где собирается команда или где проводятся эксперименты, например, камера для выращивания растений.

Хотя к настоящему времени проанализированы сотни образцов бактерий с МКС, примерно 1000 образцов были собраны из других мест на космической станции, но ожидают отправки обратно на Землю, где их можно будет изучить.

По словам Венката и Сингха, конечная цель состоит в том, чтобы обойти этот длительный процесс и потенциально найти новые новые штаммы с использованием оборудования молекулярной биологии, разработанного и продемонстрированного для МКС.

«Вместо того, чтобы возвращать образцы на Землю для анализа, нам нужна интегрированная система микробного мониторинга, которая собирает, обрабатывает и анализирует образцы в космосе с использованием молекулярных технологий», — сказали Венкат и Сингх.

«Эта миниатюрная технология «омики в космосе» — разработка биосенсора — поможет НАСА и другим космическим державам достичь безопасного и устойчивого освоения космоса в течение длительных периодов времени».

РУКОВОДСТВО ПО ПЕРЕПУБЛИКАЦИИ: Открытый доступ и совместное использование исследований являются частью миссии Frontiers. Если не указано иное, вы можете повторно публиковать статьи, размещенные на новостном сайте Frontiers , при условии, что вы включите ссылку на исходное исследование. Продажа статей запрещена.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Бактерии в космосе | Barnard Magazine

Когда 24-я миссия SpaceX по доставке грузов на Международную космическую станцию ​​стартовала в декабре прошлого года из Космического центра Кеннеди НАСА во Флориде, одна глубоко заинтересованная студентка Барнарда наблюдала за происходящим из Нью-Йорка, наблюдая за происходящим на экране своего компьютера. Ее удаленность от стартовой площадки ничуть не уменьшала волнения.

«Я подумала: «Вау, это мой ребенок отправляется в космос». Это очень абстрактная вещь, потому что вы знаете, [я работала над] программным обеспечением, но это все равно мой ребенок отправляется в космос», — вспоминает Уитни Денг, 24 года.

«Малыш» представлял собой специально спроектированный контейнер размером с коробку для салфеток, в котором хранились образцы бактерий — результат многолетней работы и сотрудничества более 20 студентов, изучающих различные дисциплины Колумбийского университета, от микробиологии до инженерии. Дэн, специализирующаяся на компьютерных науках на втором курсе, была единственным студентом Барнарда в команде Columbia Student Payload Opportunity with Citizen Science (SPOCS). В 2020 году Columbia SPOCS, конкурирующая с десятками школ по всей стране, получила возможность разработать и провести эксперимент в космосе.

Идея-победитель — известная как полезная нагрузка CARMEn, что означает «характеристика устойчивости к антибиотикам в условиях микрогравитации» — заключалась в том, чтобы отправить бактериальные биопленки на Международную космическую станцию ​​(МКС) для изучения их поведения в условиях микрогравитации. Полезная нагрузка содержала два из пяти определенных НАСА «важных с медицинской точки зрения микроорганизмов», которые встречаются у людей: Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa .

По словам микробиологов команды, астронавты перенесли серьезные инфекции, вызванные штаммами этих бактерий. Понимание того, как эти организмы растут и функционируют в космосе, и меняет ли их поведение почти полное отсутствие гравитации, жизненно важно, поскольку космические миссии продолжают развиваться, в том числе те, которые отправляют ученых и граждан на орбиту.

Изображение

Whitney Deng ’24

Для Дэна, который присоединился к миссии в прошлом году в качестве инженера-программиста, эта возможность была «не от мира сего». Это был не только шанс поработать со студентами со всей Колумбии, чтобы отправить эксперимент в космос, но и бывший астронавт Майкл Массимино, профессор профессиональной практики Колумбийского университета, был одним из главных исследователей. Дэн, который всегда был очарован наукой, был ошеломлен.

«Я думаю, что наука ведет вас в невообразимые места, недоступные человеческому глазу. Это дает вам гораздо более глубокое понимание вашего существования», — говорит Дэн. «Вы понимаете, как все это произошло. Это чудо и величие космоса, которые смотрят на вещи в перспективе».

Миссия SPOCS — это именно та возможность, за которой охотилась Денг, когда решила посетить Барнарда. Она хотела получить доступ к ресурсам крупного университета, пользуясь при этом связью с кампусом Барнарда и пристальным вниманием его преподавателей. «Наше сплоченное сообщество специалистов по компьютерным наукам в Барнарде способствует развитию духа товарищества и наставничества между студентами, обеспечивая поддержку и руководство в том, что может быть изолирующим опытом в больших инженерных классах», — говорит Дэн.

Дэн работал в подгруппе по созданию полезной нагрузки, проектируя и создавая полностью автоматизированный бокс для безопасного хранения образцов бактерий на борту ракеты, направляющейся к МКС. Ее конкретная работа требовала знания того, как изображения хранятся и могут быть сжаты.

«Я создал программное обеспечение для сжатия изображений, которое позволяет нам хранить фотографии роста культуры в чашках Петри в высоком разрешении в очень небольшом объеме памяти. Моя работа означала, что, хотя у нас была ограниченная емкость для хранения экспериментальных данных, нам не приходилось жертвовать качеством наших данных», — объясняет Дэн. Кроме того, она работала над настройкой компьютера команды, чтобы он мог общаться и взаимодействовать с компьютером Международной космической станции.

По пути она, к своему удивлению, обнаружила, что ее курсовая работа напрямую связана с проблемами, с которыми она столкнулась в команде, включая математические концепции, которые она изучала на курсе вычислительной линейной алгебры с профессором Тони Диром.

И в какой-то момент, когда команда столкнулась с «некоторыми упорными препятствиями, которые у нас были с конфигурацией», она проконсультировалась со своим профессором по основам компьютерных систем Стивеном Эдвардсом. «Было сюрреалистично видеть, [как] эти проекты — ранее изолированные аспекты моей академической жизни — объединились и активно информировали друг друга».

В то время как полезная нагрузка успешно добралась до космической станции и вернулась на Землю 24 января, команда обнаружила, что один аспект пошел не по плану. Они включили камеру для записи изменений биопленок в режиме реального времени, но электрическое соединение для питания камеры не удалось.

«Где-то по пути, по сути, самый плохой провод, который мог оборваться, оборвался», — говорит Калпана (Кал) Ганешан ’22SEAS, специалист по исследованию операций, который возглавляет проект вместе со специалистом по астрофизике Свати Рави ‘CC22. «Но, к счастью, лучшая часть нашего экспериментального дизайна заключалась в том, что мы хотели провести действительно устойчивый эксперимент.

«Почти 50% эксперимента основано на тестировании устойчивости к антибиотикам. Итак, мы отправляем клетки в космос, они возвращаются, а затем мы смотрим, как они реагируют на антибиотики и как это меняется». И эта часть эксперимента была полностью сохранена.

Ганешан тесно сотрудничал с Дэном. «[Уитни] действительно смогла помочь нам очень специфически структурировать код. Она много работала над сжатием изображений, чем я раньше не занимался. И я даже не думаю, что Уитни была, если честно. Но она взяла это и действительно рассмотрела это. Она полностью разработала этот код», — говорит Ганешан.

Главные исследователи проекта, Массимино и Ларс Дитрих, адъюнкт-профессор биологических наук в Колумбийском университете, говорят, что проект стал не только исключительной возможностью для экспериментального обучения, но и очень важным следующим шагом в понимании проблем со здоровьем в космосе.

«Фундаментальные исследования могут иметь последствия для здоровья и для новых методов лечения. Крайне важно просто знать, меняют ли [эти бактерии] свою способность сопротивляться или переносить антибиотики. Но мы могли найти и нечто совершенно неожиданное. Возможно, в условиях космической станции есть что-то такое, что заставляет их делать то, чего мы даже не ожидаем», — говорит Дитрих.

После 30 дней пребывания на МКС бактерии были возвращены в Колумбийский университет, где они пройдут обширный анализ последовательности и тестирование на антибиотики. Команда надеется углубить текущее понимание того, как бактерии реагируют в космосе, изучая образцы на клеточном уровне.

«Мы сможем выдвинуть гипотезу о новых правилах поведения этих бактерий в космосе», — говорит Тео Нельсон, член команды, который одновременно является руководителем проекта и биологом протокола.

Изображение

Могут ли микробы жить в открытом космосе?

НАУКА — наука о жизни

Задумывались ли вы когда-нибудь…

• Могут ли микробы жить в открытом космосе?
• Что такое мизофобия?
• Почему некоторые бактерии и грибы процветают в открытом космосе?

Теги:

Просмотреть все теги

• бактерии,
• загрязнение,
• цианобактерии,
• фумигация,
• микроб,
• гермафоб,
• Глеокапса,
• здоровья,
• Человеческое тело,
• Международная космическая станция,
• МКС,
• микроорганизм,
• Мир,
• мутировать,
• мизофобия,
• ОУ-20,
• внешний,
• фобия,
• полиуретан,
• излучение,
• русский,
• наука,
• пробел,
• титан,
• Бактерии,
• Загрязнение,
• Цианобактерии,
• Фумигация,
• Герм,
• Гермофоб,
• Глеокапса,
• Здоровья,
• Человеческое тело,
• Международная космическая станция,
• Исс,
• Микроорганизм,
• Мир,
• Мутация,
• Мизофобия,
• Оу-20,
• Внешний,
• Фобия,
• Полиуретан,
• Радиация,
• русский,
• Наука,
• Космос,
• Титан

Сегодняшнее чудо дня было вдохновлено шендереком. shenderek Wonders , “ Могут ли микробы жить в открытом космосе? «Спасибо, что ДУМАЕТЕ вместе с нами, шендерек!

Вы регулярно моете руки? Мы надеемся на это! Руки у всех пачкаются в течение дня. Они могут быть покрыты микробами, которые могут сделать нас больными. Мытье рук водой с мылом помогает сохранить здоровье вам и окружающим.

Некоторые люди действительно ненавидят микробы. Они избегают их любой ценой. Таких людей часто называют гермафобами, но правильное название этой фобии — мизофобия.

Если бы у вас была мизофобия, куда бы вы могли пойти, чтобы защититься от микробов? Некоторые люди могут подумать, что открытый космос был бы хорошим местом для полета. Ведь в космосе нет воздуха. И вся эта радиация убьет все микробы, верно?

Правда может вас удивить. На самом деле оказывается, что в открытом космосе могут выжить более 250 различных видов бактерий и грибков. Еще более шокирует то, что они действительно процветают там.

Например, на российской космической станции «Мир » возникли проблемы с нарастанием пленки на окна. Это ухудшило способность экипажа видеть на орбите. По возвращении на Землю ученые были потрясены, обнаружив множество бактерий и грибков, покрывающих окно.

Более того, маленькие организмы сделали больше, чем просто покрыли окно и закрыли астронавтам обзор космоса. Они действительно повредили окно. Это беспокоило ученых. Окно было изготовлено из кварцевого стекла в титановой раме, покрытой эмалью. Ученые думали, что окна могут выдержать что угодно.

При ближайшем рассмотрении космической станции «Мир» выяснилось, что существа также повредили электронное оборудование, поржавев ​​медные кабели. Ученые также обнаружили грибки, покрывающие несколько других поверхностей.

Ученые были так удивлены тем, что космические аппараты перед отправкой в ​​космос очищают ядовитыми газами. Как выжили эти грибы и бактерии? Эксперты считают, что они должны были спрятаться в местах, куда газ не мог попасть. Но как они выжили и процветали в открытом космосе?

Ученые считают, что бактерии выходят из укрытия в открытом космосе. В стерильной среде без других организмов они размножаются и процветают. Вместо того, чтобы убивать их, космическое излучение может также способствовать их мутации. Возможно, они смогут расти быстрее, чем обычно на Земле.

Эти результаты были подтверждены недавними экспериментами, проведенными на Международной космической станции (МКС). Камни, покрытые бактериями, были помещены снаружи МКС. Ученые надеялись узнать, как они будут реагировать на условия открытого космоса. Они хотели посмотреть, смогут ли бактерии выжить при перепадах температуры, недостатке воздуха и контакте с ультрафиолетовым светом и космическим излучением.

Некоторые бактерии выжили в этих суровых условиях. Но группа бактерий, известная как OU-20, выжила за пределами МКС более полутора лет! Теперь у исследователей есть образцы этих выносливых выживших на Земле для дальнейшего изучения.

Что ученые могут узнать об этих микробах, которые процветают в открытом космосе? Время покажет. Но пока они кажутся признаком того, что по крайней мере некоторые земляне могут жить за пределами голубой планеты!

Common Core, Научные стандарты следующего поколения и Национальный совет по социальным исследованиям.»> Стандарты:

NGSS.LS4.C, NGSS.LS4.D, CCRA.L.3, CCRA.L.6, CCRA.R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.4, CCRA.R.10, CCRA .SL.1, CCRA.SL.2, CCRA.W.2, CCRA.W.3, CCRA.W.9, CCRA.L.1, CCRA.L.2

Интересно, что дальше?

Завтрашнее чудо дня высоко в небе!

Попробуйте

Разве сегодняшнее Чудо Дня не было чем-то необычным? Продолжайте веселиться, исследуя следующие виды деятельности с другом или членом семьи:

• Вы когда-нибудь ЗАДАВАЛИСЬ, каково это жить в открытом космосе? Разожгите свое воображение! Напишите небольшой рассказ о том, каково было бы жить в космосе. Ты останешься на другой планете? Как насчет луны? Может быть, вы даже будете жить на плавучей космической станции! Какова жизнь? Какие приключения вас ждут? После написания поделитесь своей историей с другом или членом семьи.
• Хотели бы вы когда-нибудь стать космонавтом? Многие дети мечтают однажды полететь в космос. Чтобы стать космонавтом, нужен особый человек. Посетите веб-сайт НАСА, чтобы ознакомиться с их требованиями к астронавтам. Что вы думаете после прочтения требований? Вы заинтересованы в том, чтобы однажды стать космонавтом? Обсудите с другом или членом семьи.
• Вероятно, вас не слишком беспокоят микробы в открытом космосе. Однако есть одно место, где вам определенно следует беспокоиться о микробах: классная комната! Правильно — все эти одноклассники постоянно делятся и распространяют микробы. Неудивительно, что болезни могут распространяться по классу со скоростью лесного пожара. Что вы можете сделать, чтобы помочь? Прочтите 10 советов по уменьшению количества микробов в классе, а затем поделитесь тем, что вы узнали, со своим учителем и одноклассниками. Сделайте плакат, который поможет им оставаться здоровыми. Сможете ли вы внести изменения, которые улучшат здоровье ваших одноклассников?

Wonder Sources

• http://science.howstuffworks.com/astronauts-eat-in-space1.htm (по состоянию на 25 октября 2020 г.)
• http://gizmodo.com/why-do-bacteria-thrive -in-space-1536793687 (по состоянию на 25 октября 2020 г.)
• http://www.popsci.com/technology/article/2010-08/bacteria-survive-553-day-exposure-exterior-iss (по состоянию на 25 октября 2020)
• http://www.infoplease.com/spot/spacefungus1.html (по состоянию на 25 октября 2020 г.)

Вы поняли?

Проверьте свои знания

Wonder Words

• Харди
• космический
• грибы
• кварц
• эмаль
• медь
• бактерии
• радиация
• титан

Примите участие в конкурсе Wonder Word

Оцените это чудо

Поделись этим чудом

×

ПОЛУЧАЙТЕ СВОЕ ЧУДО ЕЖЕДНЕВНО

Подпишитесь на Wonderopolis и получайте
Wonder of the Day® по электронной почте или SMS

Присоединяйтесь к Buzz

Не пропустите наши специальные предложения, подарки и рекламные акции.