- 28,470
- 46
- 8 Ноя 2022
Границы того, что мы называем "жизнью", оказались гораздо шире, чем предполагала наука.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1200/676;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Самые суровые уголки Земли долго считались практически необитаемыми. Кипящие кислотные источники, вечная мерзлота Антарктиды, глубочайшие океанические впадины, насыщенные солью озёра и даже радиоактивные зоны казались местами, где жизнь существовать не может. Но исследования последних десятилетий показывают обратное: микроорганизмы сумели освоить почти все экстремальные условия , которые только можно представить. Более того, именно эти крошечные обитатели помогают учёным понять, как могла возникнуть жизнь на Земле и где ещё её стоит искать за пределами нашей планеты.
Такие организмы получили общее название экстремофилов. В большинстве случаев это бактерии и археи, приспособившиеся к условиям, которые смертельны для большинства известных живых существ. Одни спокойно переносят температуры выше точки кипения воды, другие продолжают размножаться глубоко ниже нуля, третьи выдерживают огромные дозы радиации, экстремальное давление, сильную кислотность или высокие концентрации соли.
Изучение экстремофилов давно перестало быть исключительно академическим интересом. Их необычные ферменты уже используются в промышленности и биотехнологиях, а некоторые микроорганизмы рассматриваются как потенциальный инструмент для очистки загрязнённых территорий, где обычные формы жизни работать не способны. Кроме того, именно исследования экстремофилов позволяют лучше понять, какими могли быть первые организмы на молодой Земле, когда условия на планете были значительно суровее современных.
Одним из самых известных примеров считается бактерия <em>Thermus aquaticus</em>, обнаруженная в горячих источниках Йеллоустонского национального парка. Её фермент Taq-полимераза сохраняет работоспособность при высокой температуре, благодаря чему в конце XX века появилась полимеразная цепная реакция (ПЦР). Сегодня без неё невозможно представить молекулярную биологию, генетическую диагностику, криминалистику и многие медицинские исследования.
На другом конце температурной шкалы находятся микроорганизмы, живущие в антарктической вечной мерзлоте. Например, бактерии рода <em>Rhodococcus</em> способны не только существовать при отрицательных температурах, но и сохранять обмен веществ даже при −15 °C. Их ферменты рассматриваются как перспективный инструмент для очистки загрязнений в холодных регионах, где обычные биологические методы практически не работают.
Не менее удивительными выглядят обитатели Мёртвого моря. Несмотря на концентрацию соли, губительную почти для всех организмов, архея <em>Haloarcula marismortui</em> успешно развивается в такой среде. Она защищает собственные белки от разрушения при помощи особых молекулярных механизмов, позволяющих клетке сохранять стабильную работу даже в экстремально солёной воде.
Рекордсменами по устойчивости к высоким температурам считаются археи <em>Methanopyrus kandleri</em>, обнаруженные у гидротермального поля Кайрей в Индийском океане. Некоторые штаммы продолжают расти при температуре около 122 °C — это один из самых высоких известных температурных пределов для живых организмов. Такие условия напоминают среду, которая могла существовать на ранней Земле несколько миллиардов лет назад.
Есть и организмы, которым не страшна почти чистая кислота. Архея <em>Picrophilus oshimae</em> живёт при кислотности около pH 0,7 — примерно такой же, как у желудочного сока или электролита аккумулятора. Учёные пытаются понять, каким образом её ДНК и белки остаются стабильными в настолько агрессивной среде. Ответ может многое рассказать о ранних этапах эволюции жизни на Земле.
Некоторые экстремофилы одновременно выдерживают сразу несколько неблагоприятных факторов. Так, бактерия <em>Exiguobacterium</em> из солончаков Чили переносит одновременно высокую солёность и большие концентрации токсичных тяжёлых металлов, включая мышьяк, кадмий и хром. Подобные организмы рассматриваются как потенциальные помощники при биологической очистке загрязнённых промышленных территорий.
Даже глубины Марианской впадины не оказались необитаемыми. Бактерия <em>Colwellia marinimaniae</em> предпочитает давление около 120 мегапаскалей — примерно в 1200 раз выше атмосферного. Белки таких организмов могут оказаться полезными для промышленных процессов, проходящих под высоким давлением.
Необычные микроорганизмы встречаются и в местах, которые человек создал сам. Бактерию <em>Halomonas titanicae</em> обнаружили на корпусе затонувшего «Титаника». Она питается железом и постепенно разрушает металлические конструкции корабля. Исследователи предполагают, что подобные микроорганизмы можно будет использовать для переработки металлических отходов в морской среде.
Особый интерес представляют организмы, устойчивые к сильной радиации. Бактерия <em>Deinococcus radiodurans</em> выдерживает дозы ионизирующего излучения, которые примерно в тысячу раз превышают смертельные для человека. Изучение её механизмов восстановления повреждённой ДНК помогает понять, насколько далеко могут простираться пределы жизни и способна ли она существовать на планетах с гораздо более жёсткими условиями, чем на Земле.
Именно поэтому экстремофилы сегодня интересуют не только биологов, но и специалистов по поиску внеземной жизни . Если микроорганизмы способны существовать в кипящей кислоте, под километрами воды или в вечной мерзлоте, то похожие формы жизни теоретически могут скрываться под поверхностью Марса, в подлёдных океанах Европы и Энцелада или на других неблагоприятных для человека мирах. Каждый новый найденный экстремофил постепенно расширяет границы того, что наука вообще считает пригодным для жизни.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1200/676;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Самые суровые уголки Земли долго считались практически необитаемыми. Кипящие кислотные источники, вечная мерзлота Антарктиды, глубочайшие океанические впадины, насыщенные солью озёра и даже радиоактивные зоны казались местами, где жизнь существовать не может. Но исследования последних десятилетий показывают обратное: микроорганизмы сумели освоить почти все экстремальные условия , которые только можно представить. Более того, именно эти крошечные обитатели помогают учёным понять, как могла возникнуть жизнь на Земле и где ещё её стоит искать за пределами нашей планеты.
Такие организмы получили общее название экстремофилов. В большинстве случаев это бактерии и археи, приспособившиеся к условиям, которые смертельны для большинства известных живых существ. Одни спокойно переносят температуры выше точки кипения воды, другие продолжают размножаться глубоко ниже нуля, третьи выдерживают огромные дозы радиации, экстремальное давление, сильную кислотность или высокие концентрации соли.
Изучение экстремофилов давно перестало быть исключительно академическим интересом. Их необычные ферменты уже используются в промышленности и биотехнологиях, а некоторые микроорганизмы рассматриваются как потенциальный инструмент для очистки загрязнённых территорий, где обычные формы жизни работать не способны. Кроме того, именно исследования экстремофилов позволяют лучше понять, какими могли быть первые организмы на молодой Земле, когда условия на планете были значительно суровее современных.
Одним из самых известных примеров считается бактерия <em>Thermus aquaticus</em>, обнаруженная в горячих источниках Йеллоустонского национального парка. Её фермент Taq-полимераза сохраняет работоспособность при высокой температуре, благодаря чему в конце XX века появилась полимеразная цепная реакция (ПЦР). Сегодня без неё невозможно представить молекулярную биологию, генетическую диагностику, криминалистику и многие медицинские исследования.
На другом конце температурной шкалы находятся микроорганизмы, живущие в антарктической вечной мерзлоте. Например, бактерии рода <em>Rhodococcus</em> способны не только существовать при отрицательных температурах, но и сохранять обмен веществ даже при −15 °C. Их ферменты рассматриваются как перспективный инструмент для очистки загрязнений в холодных регионах, где обычные биологические методы практически не работают.
Не менее удивительными выглядят обитатели Мёртвого моря. Несмотря на концентрацию соли, губительную почти для всех организмов, архея <em>Haloarcula marismortui</em> успешно развивается в такой среде. Она защищает собственные белки от разрушения при помощи особых молекулярных механизмов, позволяющих клетке сохранять стабильную работу даже в экстремально солёной воде.
Рекордсменами по устойчивости к высоким температурам считаются археи <em>Methanopyrus kandleri</em>, обнаруженные у гидротермального поля Кайрей в Индийском океане. Некоторые штаммы продолжают расти при температуре около 122 °C — это один из самых высоких известных температурных пределов для живых организмов. Такие условия напоминают среду, которая могла существовать на ранней Земле несколько миллиардов лет назад.
Есть и организмы, которым не страшна почти чистая кислота. Архея <em>Picrophilus oshimae</em> живёт при кислотности около pH 0,7 — примерно такой же, как у желудочного сока или электролита аккумулятора. Учёные пытаются понять, каким образом её ДНК и белки остаются стабильными в настолько агрессивной среде. Ответ может многое рассказать о ранних этапах эволюции жизни на Земле.
Некоторые экстремофилы одновременно выдерживают сразу несколько неблагоприятных факторов. Так, бактерия <em>Exiguobacterium</em> из солончаков Чили переносит одновременно высокую солёность и большие концентрации токсичных тяжёлых металлов, включая мышьяк, кадмий и хром. Подобные организмы рассматриваются как потенциальные помощники при биологической очистке загрязнённых промышленных территорий.
Даже глубины Марианской впадины не оказались необитаемыми. Бактерия <em>Colwellia marinimaniae</em> предпочитает давление около 120 мегапаскалей — примерно в 1200 раз выше атмосферного. Белки таких организмов могут оказаться полезными для промышленных процессов, проходящих под высоким давлением.
Необычные микроорганизмы встречаются и в местах, которые человек создал сам. Бактерию <em>Halomonas titanicae</em> обнаружили на корпусе затонувшего «Титаника». Она питается железом и постепенно разрушает металлические конструкции корабля. Исследователи предполагают, что подобные микроорганизмы можно будет использовать для переработки металлических отходов в морской среде.
Особый интерес представляют организмы, устойчивые к сильной радиации. Бактерия <em>Deinococcus radiodurans</em> выдерживает дозы ионизирующего излучения, которые примерно в тысячу раз превышают смертельные для человека. Изучение её механизмов восстановления повреждённой ДНК помогает понять, насколько далеко могут простираться пределы жизни и способна ли она существовать на планетах с гораздо более жёсткими условиями, чем на Земле.
Именно поэтому экстремофилы сегодня интересуют не только биологов, но и специалистов по поиску внеземной жизни . Если микроорганизмы способны существовать в кипящей кислоте, под километрами воды или в вечной мерзлоте, то похожие формы жизни теоретически могут скрываться под поверхностью Марса, в подлёдных океанах Европы и Энцелада или на других неблагоприятных для человека мирах. Каждый новый найденный экстремофил постепенно расширяет границы того, что наука вообще считает пригодным для жизни.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
