Могли люди занести на Марс жизни

• Кристофер Мэйсон
• BBC Future

С начала космической эпохи человечество отправило на Красную планету около 30 космических аппаратов. Некоторые микроорганизмы могли пережить как тщательную стерилизацию, так и длительную космическое путешествие.

Пока вы читаете эту статью, поверхностью Марса движется марсоход Perseverance, который приземлился на красную планету 18 февраля этого года.

Этот чрезвычайный аппарат развивает скорость до 150 метров в час. На своем борту он несет немало инструментов и механизмов, с помощью которых уже сделал несколько новаторских экспериментов.

Perseverance превратил разреженную марсианскую атмосферу, богатую углекислым газом, кислородом и запустил первый управляемый полет вертолета на другой планете. Он уже сделал три успешные полеты, каждый из которых длиннее и выше предыдущего.

Но что или кто еще мог прибыть на Марс вместе со всем этим оборудованием? Могли бактерии или споры с Земли случайно попасть в космос, пережить космическое путешествие и поселиться на Марсе?

• Perseverance получил кислород из атмосферы Марса. Впервые в истории
• Как ищут таинственную Девятую планету Солнечной системы

NASA и его инженеры из Лаборатории реактивного движения, конечно, делают все возможное, чтобы их космические корабли были тщательно очищены от любых микроорганизмов.

Однако два недавних исследования показывают, что некоторые организмы могут пережить процесс очистки и перелет на Марс. Исследователи также выяснили, как быстро микробы могут развиваться в космосе.

Космические аппараты, например марсоход Perseverance, собирают слой за слоем, как лук, тщательно стерилизуя каждую деталь. Таким образом почти ни одна бактерия, вирус, грибок или спора не попадут на оборудование к запуску в космос.

Космические аппараты строятся в стерильных помещениях с воздушными фильтрами и строгими процедурами биоконтролю. По протоколам, на каждом квадратном метре могут оставаться лишь несколько сотен частиц и не более нескольких десятков спор.

Но достичь нулевой биомассы практически невозможно. Микробы существуют на Земле миллиарды лет, и они — везде. Они внутри нас, на наших телах и вокруг нас. Некоторые из них могут выдержать любую стерилизацию.

В стерильных залах Лаборатории реактивного движения мы обнаружили микроорганизмы, которые могут создать проблемы при космических миссий.

Эти организмы имеют большее количество генов для восстановления ДНК, что делает их устойчивыми к радиации. Они также могут образовывать пленку на поверхностях и оборудовании, выживать при высыхании и в очень холодной среде.

Похоже, стерильные лаборатории выполняют роль эволюционного отбора сильнейших организмов, которые имеют шансы пережить путешествие на Марс.

Но если мы занесем их на другие планеты, они могут повредить жизни, которое возможно существует в космосе, вызвав хаос в новой экосистеме.

Однако людям не удавалось уберечься и на своей планете. Можно вспомнить, как европейцы привезли в Северную Америку оспу. И даже в 2020 году мы не смогли сдержать быстрое распространение коронавируса.

Прямое загрязнения нежелательно и с научной точки зрения. Ученые должны быть уверены, что любая жизнь, обнаруженное на другой планете, действительно подлинным, а не завезенным с Земли.

Когда микроорганизмы достанутся Марса, после стерилизации и облучения, их геномы могут измениться так сильно, что они будут казаться внеземными организмами.

Несколько похоже ученые наблюдали у микробов, которые эволюционировали на Международной космической станции. Если бы эти бактерии обнаружили на марсианском грунте, их могли бы ошибочно принять за форму жизни, которая существует на Марсе.

Микробы, принесенные в космос, могут также создать риск для здоровья астронавтов или вызвать неисправность оборудования жизнеобеспечения.

Другим вопросом планетарной защиты является избежание «обратного загрязнения». Объекты и люди, которые возвращаются из космоса, также могут принести организмы, которые создают риск для жизни на нашей планете.

Злой «инопланетный» захватчик, который угрожает всему живому на Земле, — тема многих научно фантастических фильмов.

Эта угроза может стать вполне реальной при миссии NASA и Европейского космического агентства на Марс в 2028 году. Аппараты с первыми образцами марсианских материй вернутся на Землю в 2032 году.

Однако если мы действительно обнаружим признаки жизни на Марсе, его происхождение скорее всего будет земным. Первые два советских зонды высадились на марсианскую поверхность еще в 1971 году, в 1976-м туда прибыл американский марсоход Viking 1.

Итак, фрагменты ДНК бактерий и даже человеческой ДНК могли быть занесенными туда еще полвека назад.

Впрочем, узнать о происхождении микроорганизмов с последовательностями ДНК уже вполне возможно. Сейчас проект Metasub (метагеномика метро и городских биомов) оцифровывает ДНК, обнаруженные в более чем 100 городах мира.

Исследователи нашей лаборатории вместе с Metasub и группой швейцарских ученых только опубликовали глобальные метагеномного данные. Цель проекту — создать «планетарный генетический индекс» всех ДНК, которые когда-либо наблюдали на Земле.

Сравнив любую ДНК, обнаруженной на Марсе, с образцами из стерильных комнат Лаборатории реактивного движения, метрополитенов мира, сточных вод или поверхности марсохода Perseverance до того, как он покинул Землю, ученые смогут выяснить, действительно ли это марсианские микроорганизмы.

Испытания космическими путешествиями и необычным средой могло заставить земные бактерии эволюционировать. Но генетические инструменты, которые мы теперь имеем, помогут выяснить, как и почему изменились микробы.

Эти данные могут пригодиться и здесь на Земле. Изменения в ДНК, которые позволили микроорганизмам выжить стерилизации или под действием радиации, можно использовать, например, в создании новых солнцезащитных кремов или ферментов для восстановления ДНК, которые защитят от рака или в разработке новых медикаментов.

Впоследствии люди, которые прилетят на Марс, принесут с собой целый коктейль микробов, которые живут в нашем теле и внутри него. Эти микробы тоже, скорее всего, адаптируются и мутируют. И мы тоже сможем у них поучиться.

Они могут даже сделать жизнь на Марсе более сносной для марсианских поселенцев. Ихни уникальные геномы, которые адаптируются к среде Марса, можно будет передать на Землю для дальнейшего изучения и исследований на обеих планетах.

Учитывая запланированные миссии на Марс, мы находимся на грани новой эры межпланетной биологии. Уроки эволюции и генетических адаптаций вписаны в ДНК каждого организма, и марсианское среда не является исключением.

• Как бактерии изменяют наше настроение
• Ваше тело — чужое более чем наполовину

Марс оставит свой след в ДНК организмов, который мы сможем исследовать, открывая совершенно новый каталог эволюции.

И это не простое любопытство, а обязанность нашего вида защищать и сохранять все остальные виды. Только люди знают что такое вымирание видов, и, следовательно, только люди могут предотвратить это, как сегодня, так и через миллиарды лет, когда Земля станет слишком горячей для жизни.

Неизбежно нарушение планетарной защиты произойдет, когда мы начнем летать к другим звездам на регулярной основе, но в таком случае у нас уже не будет выбора.

В конце концов, осторожное и ответственное прямое загрязнения являются единственным способом сохранить жизнь. И это скачок, который мы сможем осуществить в последующие 500 лет.

Кристофер Мэйсон — профессор геномики, физиологии и биофизики в Корне л льский университете. Он исследует молекулярные и генетические эффекты длительных космических полетов, а также разработку новых типов клеток для терапии рака. Он является автором книги «Следующие 500 лет: Адаптация жизни для новых миров» (The Next 500 Years: Engineering life to Reach New Worlds).

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке вы можете на сайте BBC Future .

Хотите поделиться с нами своими жизненными историями? Напишите о себе на адрес [email protected], и наши журналисты с вами свяжутся.

Хотите получать главное в мессенджер? Подписывайтесь на наш

По материалам BBC sport