Среда, 21 февраля, 2024
ДомойБиологияЧужая Земля: открытие неизведанных миров жизни в соленых глубинах

Чужая Земля: открытие неизведанных миров жизни в соленых глубинах

- Advertisement -

Новое исследование показывает, что жизнь может процветать в гораздо более соленых условиях, чем это было известно раньше, что расширяет потенциальную среду обитания жизни в нашей солнечной системе и дает решающее представление о влиянии солености на водную жизнь Земли. Фото: SciTechDaily.com

Новое исследование микробов расширяет известные пределы жизни

Новое исследование микробов в чрезвычайно соленой воде предполагает, что жизнь может выжить в условиях, которые ранее считались непригодными для жизни. Исследование расширяет возможности обнаружения жизни в нашей Солнечной системе и показывает, как изменения солености могут повлиять на жизнь в водных средах обитания на Земле.

Океаны в пространстве и времени

Исследование является частью большого сотрудничества под названием Океаны в пространстве и времени под руководством Бритни Шмидт, доцента астрономии Колледжа искусств и наук и наук о Земле и атмосфере Корнельского машиностроительного университета. Проект финансируется НАСАПрограмма астробиологии, целью которой является понимание того, как океанские миры и жизнь одновременно развиваются, создавая обнаруживаемые признаки жизни, прошлой или настоящей.

Исследовательская группа «Океаны в пространстве и времени» собрала рассол на соляных заводах Саут-Бэй во время первой экскурсии в 2019 году. Фото: Энн Декас

Инновационные исследования солености и микробной жизни

Новое исследование «Анализ отдельных клеток в гиперсоленых рассолах предсказывает предел микробной анаболической активности по активности воды», опубликованное недавно в журнале. Достижения науки. Он основан на анализе метаболической активности тысяч отдельных клеток, обнаруженных в рассолах промышленных прудов на побережье Южной Калифорнии, где вода испаряется из морской воды для сбора соли.

Исследование, проведенное Стэнфордским университетом, расширяет наше понимание потенциального обитаемого пространства во всей нашей Солнечной системе, а также возможных последствий того, что некоторые земные водные среды обитания станут более солеными в результате засухи и отвода воды.

Соленость: ключевой фактор в поисках внеземной жизни

«Солёная среда видна по всей Солнечной системе, от Марс к ЮпитерЛуна Европа. Понимание того, как микробы взаимодействуют и выживают в такой среде на Земле, имеет решающее значение для поиска жизни в других местах», — сказал Шмидт.

Ученые, заинтересованные в обнаружении жизни за пределами Земли, уже давно изучают соленую среду, зная, что жидкая вода необходима для жизни, а соль позволяет воде оставаться жидкой в ​​более широком диапазоне температур. Соль также может сохранять признаки жизни, как соленые огурцы в рассоле.

Методология и результаты исследования

Команда из нескольких институтов собрала образцы из соляных заводов Саут-Бэй, где находятся одни из самых соленых вод на Земле. Они наполнили сотни бутылок рассолом из прудов с разным уровнем солености на соляных заводах, который затем проанализировали.

Большинство микробов перестают делиться при уровне активности воды ниже 0,9 (количество воды, доступное для биологических реакций, которые позволяют микробам расти), а самый низкий уровень активности воды, который, как сообщается, поддерживает деление клеток в лабораторных условиях, составляет чуть более 0,63. Исследователи предсказали новый предел жизни, полагая, что жизнь может быть активной на уровне всего лишь 0,54.

Предыдущие исследования, направленные на определение предела активности воды в жизни, использовали чистые культуры для поиска точки, в которой деление клеток прекращается, отмечая конечную точку жизни. Но в этих экстремальных условиях жизнь удваивается мучительно медленно. И исследования деления клеток не указывают, когда умирает жизнь; действительно, клетки могут быть метаболически активными и при этом вполне живыми, даже когда не реплицируются.

Вместо этого исследователи использовали предел клеточной активности как более гибкое определение жизни, поскольку оно рассматривает деление клеток, а также их построение, как признак жизни.

В сотнях образцов рассола – некоторые из них были настолько солеными, что были густыми, как сироп – они определили уровень активности воды и сколько углерода и азота, если таковые имеются, были включены в клетки, обнаруженные в рассолах. Благодаря этому подходу они смогли обнаружить, когда клетка увеличила свою биомассу всего на половину 1%. Напротив, традиционные методы, направленные на деление клеток, могут обнаружить биологическую активность только после того, как клетки примерно удвоили свою биомассу. Затем, основываясь на том, как этот процесс замедлялся по мере снижения активности воды, ученые предсказали момент, когда он вообще прекратится.

Устанавливая новые границы жизненного потенциала

Исследование бросает вызов предыдущим представлениям о пределе активности воды в течение жизни. Хотя большинство микробов перестают делиться при уровне активности воды ниже 0,9, это исследование предполагает, что жизнь может быть активной даже при уровне активности воды 0,54. Сосредоточив внимание на клеточной активности, в том числе на построении клеток, исследователи смогли обнаружить признаки жизни в условиях, когда традиционные методы не справляются.

Подробнее об этом открытии читайте в статье «Стэнфорд обнаружил, что жизнь процветает в «необитаемых» условиях».

Ссылка: «Анализ отдельных клеток в гиперсоленых рассолах предсказывает предел микробной анаболической активности по активности воды» Эмили Р. Пэрис, Нестор Арандиа-Горостиди, Бенджамин Клемпей, Джефф С. Боуман, Александра Понтефракт, Клэр Э. Элбон, Дженнифер Б. Гласс, Эллери Д. Ингалл, Питер Т. Доран, Санджой М. Сом, Бритни Э. Шмидт и Энн Э. Декас, 22 декабря 2023 г., Достижения науки.
DOI: 10.1126/sciadv.adj3594.

Исследование поддерживается проектом НАСА «Океаны в пространстве и времени», возглавляемым Корнелльским университетом, и Фондом Саймонса в виде премии «Исследователь ранней карьеры» старшему автору исследования Энн Декас из Стэнфорда.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме