Po desetiletí vědecká komunita věřila, že nalezení odpovědi na otázku, zda mohou bakterie přežít v otevřeném prostoru, by mohlo objasnit několik důležitých otázek. Prakticky řečeno, mohlo by to mít vliv na to, jak světové vesmírné agentury přistupují k budoucím misím na Mars .

Ve sféře teoretičtějších a filozofičtějších záležitostí by to mohlo poskytnout pohled na původ samotného života na Zemi . V roce 2018 tuto teorii prokázal důmyslný experiment zahrnující zvláště houževnatý druh bakterií, astronauty na palubě Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) a mikrobiology v několika laboratořích napojených na planety.

Teorie O Bakteriích Ve Vesmíru

Dotyčný experiment byl inspirován teorií, která tvrdila, že život na Zemi mohl začít přenosem mikroskopických organismů z jiné části vesmíru; hypotéza nazvaná „panspermia“ ze starověkých řeckých slov „pan“, což znamená vše, a „sperma“, což znamená semeno.

Tato teorie je poměrně stará, přičemž první zdokumentovaná zmínka o ní je ve spisech Anaxagora, předsokratovského řeckého filozofa, který byl aktivní během 5. století před naším letopočtem. Myšlenka panspermie však začala získávat vědeckou legitimitu až mnohem později, protože pokroky v astrofyzice a biologii v 19., 20. a 21. století CE dále naznačily její životaschopnost.

Od té doby mnoho vědců spekulovalo o tom, že bakterie mohly fungovat jako prvotní semeno, kolem kterého se teorie točí, poskytující počáteční infuzi DNA na tuto planetu před miliardami let. Až donedávna to však nebylo možné otestovat. Takový test nezávisel pouze na vývoji kosmického letu jako prostředku k získání přístupu ke správným laboratorním podmínkám, ale protože teorie panspermie uvádí, že mimozemští mikrobi možná urazili velké vzdálenosti po dlouhou dobu, než dosáhli Země, byl řádný test také závisí na schopnosti pozorovat mikrobiální vzorky po delší časový úsek. Vypuštěním Mezinárodní vesmírné stanice v roce 1998 a rozmístěním jejích prvních dlouhodobých obyvatel v roce 2000 byly konečně vytvořeny podmínky nezbytné pro smysluplný experiment.

Návrh Mise Tanpopo

V polovině roku 2010 skupina vědců z Japonska navrhla metodu k testování klíčového aspektu teorie panspermie: zda by mikrobiální život mohl skutečně přežít nechráněný v otevřeném prostoru. Výzkumný návrh předpokládal, že nashromážděním několika vzorků nejodolnějšího dostupného bakteriálního kmene a jejich transportem na ISS by pak astronauti mohli připevnit vzorky k exteriéru stanice a sledovat jejich postup. Experiment měl probíhat v průběhu tří let.

Když návrh přijala JAXA, Japan Aerospace Exploration Agency, stejně jako dalších 26 zúčastněných univerzit a institucí, byl oficiálně nazván mise Tanpopo. V poněkud poetickém přikývnutí na koncept šíření semene, který je ústředním bodem hypotézy panspermie, je „Tanpopo“ japonské slovo pro pampelišku. Mise Tanpopo se také těšila poctě, že je prvním astrobiologickým projektem spravovaným Japonskem na palubě Mezinárodní vesmírné stanice.

Bakterie: Deinococcus Radiodurans

Vyzbrojen požehnáním všech národů, které řídí ISS, se tým vědců pod vedením Akihiko Yamagishi, mikrobiologa z Tokijské univerzity farmacie a biologických věd, pustil do opravdové práce. Jako ideální testovací subjekt rychle identifikovali druh bakterií zvaný Deinococcus radiodurans . Deinococcus radiodurans , známý svou radiorezistencí nebo odolností vůči záření, byl pro experiment vybrán na základě svých odolných fyzikálních vlastností, které zahrnují jedinečnou schopnost opravit vlastní jedno- a dvouvláknovou DNA prostřednictvím procesu vnitřní fúze nukleoidů. Tato bakterie se nachází pouze v zemské atmosféře , a proto Yamagishi a jeho tým dohlíželi na sbírku vzorků, která zahrnovala vysokohorská letadla a vědecké balóny operující asi 7,5 mil nad povrchem planety.

Deinococcus radiodurans , jehož jméno se doslovně překládá jako „podivná bobule, která odolává radiaci“, může přežít úrovně záření 3000krát vyšší, než jaké by zabily dospělého člověka. Organismus je to, co je známé jako extrémofil, což znamená, že může tolerovat neuvěřitelně drsné podmínky, které jiné formy života – včetně jiných typů bakterií – prostě nemohou. Tato vlastnost není omezena pouze na záření; Deinococcus radiodurans vykazuje pozoruhodnou schopnost zůstat naživu, když čelí těžké dehydrataci, umístění do vakua a vystavení extrémnímu chladu. Dokáže přežít i ponoření do kyseliny. Z těchto důvodů si tento kmen bakterií vysloužil přezdívku „Conan the Bacterium“.

Experiment: Bakterie Ve Vesmíru

14. dubna 2015 byly sklizené vzorky Deinococcus radiodurans rozděleny mezi tři hliníkové panely, naloženy na raketu Space-X CRS-6 a vypuštěny na oběžnou dráhu asi 250 mil nad Zemí. Jakmile byly panely bezpečně na palubě Mezinárodní vesmírné stanice, byly panely umístěny robotickým ramenem na bezpečné zábradlí před laboratoří Kibo, což je nejmodernější experimentální výzkumný modul navržený, postavený a darovaný ISS japonskou vládou. Vzorky bakterií tam seděly uvnitř malé drážky na panelech, nechráněné před náporem ultrafialových paprsků, gama paprsků a rentgenových paprsků, které existují v otevřeném prostoru, nemluvě o teplotě mínus 484,81 stupňů Fahrenheita a přirozeném vakuu.

První panel byl extrahován po jednom roce expozice a vrácen na Zemi k rozsáhlému studiu. Druhý panel byl odstraněn po dvou letech. Poslední panel obsahující vzorky Deinococcus radiodurans byl odstraněn ze svého tříletého domova na vnější straně ISS v únoru 2018.

Aby byly splněny standardy vědeckého bádání, byly připraveny také dvě další kontrolní skupiny bakterií; jeden zůstal na Zemi a druhý zůstal uvnitř Mezinárodní vesmírné stanice. Ty byly sledovány po stejnou dobu jako panely obsahující bakterie na vnější straně ISS.

Bakterie Mohou Přežít Ve Vesmíru

Při zkoumání zůstaly části každého ze vzorků Deinococcus radiodurans vynechané v otevřeném prostoru živé i po jednom, dvou a třech letech expozice. Ačkoli vnější vrstva každé kolonie obsahovala množství mrtvých buněk, tyto mrtvé buňky sloužily k ochraně vnitřních vrstev bakterií před poškozením. Čím silnější kolonie, tím lépe odolávalo extrémním podmínkám.

Mezitím si bakterie ve dvou kontrolních skupinách ve skutečnosti vedly hůře než jejich protějšky, které byly vystaveny otevřenému prostoru. Předpokládá se, že buď přítomnost kyslíku a vlhkosti sloužily k oslabení těchto vzorků, nebo že nějaký jiný neznámý faktor mohl mít negativní vliv.

V důsledku dat shromážděných z mise Tanpopo vědci nyní odhadují, že kolonie Deinococcus radiodurans o tloušťce 0,5 milimetru v průměru mohou přežít 15 až 45 let nahého vystavení vesmíru na nízké oběžné dráze Země. Dále odhadují, že kolonie o tloušťce větší než 1 milimetr mohou ve vesmíru přežít až osm let , což by byla dostatečně dlouhá doba na cestu ze Země na Mars nebo naopak

Důsledky

Díky schopnosti Deinococcus radiodurans zůstat naživu po dlouhou dobu za tak drsných a nelítostných podmínek, které jsou nyní dobře zavedené, mohou ve vesmíru přežít alespoň některé srdečnější druhy bakterií. Důsledky této skutečnosti jsou dalekosáhlé.

Pro začátek to podtrhuje nutnost, aby vesmírné agentury Země věnovaly velkou pozornost průzkumu Marsu. Kromě posílení potřeby důkladně vyčistit a sterilizovat jakékoli bezpilotní sledovací zařízení vypuštěné ze Země na Mars, všechny budoucí mise s lidskou posádkou budou muset vzít v úvahu možnost kontaminovaných hodnot nebo falešných pozitivních výsledků z pozemských bakterií při hledání mikrobiálního života pocházejícího z Rudé Planeta. Jinými slovy, astronauti cestující na Mars si mohou velmi dobře náhodně přivézt nějaký mikroskopický život na cestu s nimi připevněnými k trupu jejich kosmické lodi.

Ještě větší je to, co naznačují zjištění mise Tanpopo ohledně hypotézy panspermie. Myšlenka, že volně plovoucí bakterie mohou procházet prázdnotou vesmíru po dobu až osmi let a zasadit semeno života na vnímavé, ale dříve neživé planetě (proces zvaný „Massapanspermia“), se posunula o krok blíže k tomu, aby byla prokázána. vědou. To znamená, že šance, že život na Zemi skutečně vznikl díky mikrobiální infuzi z Marsu – planety, o níž většina světové vědecké komunity, včetně NASA , dospěla k závěru, že má podmínky nezbytné pro život mezi 4,1 miliardami a 3,5 miliardami let. před — není nula.

Zjištění mise Tanpopo také ponechávají otevřenou možnost, že druh bakterií s podobnými vlastnostmi jako Deinococcus radiodurans pocházející ze vzdálené části galaxie by mohl přežít mnohem delší dobu, pokud by byl uzavřen v horninách a minerálech mezihvězdné komety nebo asteroidu . . Název této konkrétní verze teorie panspermie je „Lithopanspermia“ a nese s sebou důsledek, že život na naší planetě byl zasazen mikroby, kteří se vyvinuli někde za naší vlastní sluneční soustavou, možná v mnohem vzdálenější oblasti. kosmos.