Российские ученые обнаружили бактерий, проживших на МКС более 25 лет
Специалисты из Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН выявили бактерии, которые провели на Международной космической станции (МКС) более 25 лет. Это самые долгоживущие из известных микроорганизмов, обитающих на рукотворных космических объектах. Ученые предполагают, что адаптироваться к условиям орбитального комплекса им помогла способность к образованию спор.
Бактерии-«долгожители» были найдены в пробах триола — раствора на основе глицерина, который используется в качестве охлаждающего агента в системе терморегуляции российского сегмента МКС. Оборудование находилось на борту с самого начала работы орбитального комплекса – то есть с 1998 года, и с тех пор изменений в него не вносилось. Образцы, в которых были обнаружены микроорганизмы, были доставлены на Землю в октябре 2023 года.
Научный сотрудник ИМБП РАН Александр Гуридов рассказал «Известиям», что в процессе исследования в жидкости были обнаружены эндоспоры – особая форма бактерий, в которую они преобразуются, когда внешние условия становятся неблагоприятными. В таком виде они теряют большую часть молекул воды, уменьшаются в размерах, создают сложную оболочку и прекращают все процессы жизнедеятельности. В таком состоянии микроорганизмы могут сохраняться долгое время. Предположительно, выжить на МКС они могли благодаря способности образовывать споры. После того как образцы были доставлены в лабораторию, бактерии активизировались, что подтвердило их жизнеспособность.
Ученых в данном случае интересует именно то, как микроорганизмы смогли приспособиться к суровым экстремальным условиям космической среды за время своего пребывания на станции. Доза радиации, которую получили бактерии за долгие годы, смертельна для многих спорообразующих штаммов. Например, подобное количество излучения используется для стерилизации в различных отраслях промышленности.
Эксперимент показал, что после облучения высокими дозами радиации количество обычных наземных бактерий сокращалось примерно в 8-10 раз, в то время как их «космические» варианты были более устойчивыми и их число уменьшалось всего в 6–7 раз. Таким образом, выживаемость бактерий, побывавших в космосе, была в 100–1000 раз выше.
Однако радиация – не единственный фактор, который воздействует на микроорганизмы в системе терморегуляции МКС. Они также сталкивались с отсутствием кислорода и специальными веществами – солями, которые входят в состав охлаждающего агента. Последние повышают кислотность (pH) раствора, из-за чего среда становится более щелочной. Высокая концентрация глицерина вызывает у бактерий осмотический шок, который часто приводит к их гибели. Кроме того, в процессе охлаждения станции рабочая жидкость в системе переносит тепло с внутреннего контура на внешний. При этом температура колеблется от +5 до +35 °C, что также может убивать некоторые виды микробов.
Теперь в планах ученых – установить, способны ли бактерии не только сохранять жизнеспособность в виде спор в условиях экстремальной среды, но и размножаться в ней. Такие исследования помогут не только изучить адаптивность микроорганизмов, но и повысить уровень безопасности экипажей МКС. Кроме того, результаты пригодятся для испытания новых систем биологической защиты для космических условий – в частности, эта информация будет нужна при создании модулей будущей Российской орбитальной станции (РОС).
Открытие штаммов бактерий, устойчивых к радиации, пригодится также для изучения потенциальных перемещений микроорганизмов в космическом пространстве. Некоторые ученые предполагают, что бактерии способны «путешествовать» между планетами в форме эндоспор. Они могут находиться «спящем» состоянии долгие годы – об этом говорят найденные во льдах Антарктиды микроорганизмы возрастом около 8 млн лет. Аналогичные микробы, по мнению биологов, могли существовать в составе ядер комет и метеоритов, которые падали на Землю. Возможно, именно так на нашей планете и зародилась жизнь. Однако для подтверждения этой гипотезы потребуются дополнительные исследования.
Ранее высокую адаптивность бактерий, обитающих на МКС, отмечали ученые из NASA. Они изучили несколько штаммов, собранных на борту станции. Выяснилось, что микроорганизмы создавали белки, которые помогали им выживать в условиях микрогравитации и быстрее восстанавливать ДНК, поврежденную космической радиацией.
