Mintis, kad gyvybė gali plisti iš vieno pasaulio į kitą, siekia dar senovės Graikiją ir filosofą Anaksagorą. Ši idėja vadinama panspermija. Nors tai ir nėra pagrindinė šiuolaikinės mokslo srovės teorija, ji išliko gyvybinga iki šių dienų. Jai papildomai svorio suteikia augantis supratimas, jog cheminiai gyvybės statybiniai blokai Visatoje yra kur kas labiau paplitę, nei manyta anksčiau.
Dabar nauji ekstremofilų tyrimai rodo, kad bent kai kurie iš jų gali išgyventi išmetimą iš Marso, kurį sukelia asteroido smūgis. Jie ne tik pajėgūs atlaikyti itin didelį slėgį, atsirandantį tiesioginio smūgio metu, bet ir išgyventi kelionę tarp planetų, nepaisant daugybės tokios kelionės pavojų. Tai įmanoma, jei mikroorganizmai įstringa smūgio metu išmestoje uolienų ir dulkių nuolaužų masėje.
Tyrimas pavadintas „Extremophile survives the transient pressures associated with impact-induced ejection from Mars“ ir publikuotas žurnale PNAS Nexus. Pagrindinė autorė – Lily Zhao, Džonso Hopkinso universiteto Mechanikos inžinerijos katedros doktorantė.
„Smūgiai sukuria labai dideles apkrovas per labai trumpą laiką, dėl to atsiranda ekstremalūs slėgiai ir labai dideli apkrovos kitimo greičiai. Ar mikroorganizmai gali išgyventi tokias sąlygas?“ – klausia tyrėjai.
Norėdami tai išsiaiškinti, jie pasirinko ekstremofilą Deinococcus radiodurans, žinomą dėl gebėjimo išgyventi pavojingas sąlygas kosmose. D. radiodurans jau seniai yra vienas pagrindinių ekstremofilių tyrimų objektų.
Šis mikroorganizmas yra atspariausia žinoma gyvybės forma radiacijai, taip pat gali išgyventi šaltį, dehidrataciją, vakuumą ir net rūgštinę aplinką. Dėl atsparumo tokiems įvairiems pavojams jis kartais vadinamas poliekstremofilu.
Laboratorijoje tyrėjai veikė D. radiodurans labai dideliais, bet trumpalaikiais slėgiais, taip imituodami asteroido smūgį. Po to jie matavo, kokia dalis mikroorganizmų išliko gyvi, kaip išgyvenusios ląstelės taiso pažeidimus ir kaip jos molekuliniu lygmeniu reaguoja į tokį „smūgį“.
„Mes vis bandėme jį nužudyti, bet tai padaryti buvo labai sunku“, – sakė Lily Zhao.
Iš išgyvenusių mėginių buvo išskirta ir ištirta RNR. Paaiškėjo, kad didėjant slėgiui augo ir stresas organizmui, tačiau kai kuriuose bandymuose išgyvenamumas išliko labai didelis.
„Parodėme, kad ekstremofilas D. radiodurans pasižymi nepaprastai dideliu išgyvenamumu ir gyvybingumu net po to, kai patiria iki 3 GPa siekiantį slėgį“, – rašo autoriai. „Didėjant slėgiui, D. radiodurans ėmė rodyti didesnio biologinio streso požymius, ką patvirtino smūgį patyrusių mėginių transkriptominė analizė.“
„Mūsų rezultatai rodo, kad mikroorganizmai gali išgyventi kur kas ekstremalesnes sąlygas, nei manyta anksčiau, ir potencialiai – sąlygas, kuriomis susidaro išmetamos uolienos, galinčios judėti per visą planetų sistemą“, – rašo tyrėjai.
„Gyvybė iš tikrųjų gali išgyventi būdama išmesta iš vienos planetos ir nukeliauti į kitą“, – sako vyresnysis autorius K. T. Rameshas, tiriantis medžiagų elgseną ekstremaliomis sąlygomis. „Tai labai svarbus atradimas, keičiantis požiūrį į klausimą, kaip prasideda gyvybė ir kaip ji galėjo prasidėti Žemėje.“
Tyrėjai taip pat analizavo mėginius po „smūgių“, ieškodami ląstelių pažeidimų. Tam jie naudojo transmisinę elektroninę mikroskopiją (TEM) ir lygino nepatirtus šoko (kontrolinius) mėginius su tais, kurie buvo veikti 1,4 GPa ir 2,4 GPa slėgiu. Jie aptiko „struktūrinius ir morfologinius pokyčius, atsirandančius dėl šių trumpalaikių slėgių, ypač esant didesniam slėgiui“.
Pasak autorių, esant 1,4 GPa slėgiui ląstelės išlaiko panašią morfologiją ir membranos / ląstelės sienelės struktūrą kaip ir kontrolinis mėginys. Tačiau veikiant 2,4 GPa slėgiu, pastebima vidinių struktūrų ir ląstelės sienelės pažeidimų. (Zhao ir kt., PNAS Nexus, 2026)
Tačiau svarbiausia išvada ta, kad D. radiodurans gali atlaikyti nepaprastai didelius, net jei labai trumpalaikius, slėgius su minimaliais padariniais.
„Parodėme, kad ekstremofilas D. radiodurans pasižymi nepaprastai dideliu išgyvenamumu ir gyvybingumu net po to, kai patiria iki 3 GPa siekiantį slėgį. Didėjant slėgiui, D. radiodurans ėmė rodyti didesnio biologinio streso požymius, ką patvirtino smūgį patyrusių mėginių transkriptominė analizė.“
„Tikėjomės, kad jau prie pirmojo slėgio lygio jis bus žuvęs“, – sakė pagrindinė autorė Zhao. „Mes vis šaudėme vis didesniu greičiu. Vis bandėme jį nužudyti, bet tai buvo labai sunku.“
Iš tiesų laboratorinė įranga neatlaikė slėgio anksčiau nei visiškai žuvo D. radiodurans ląstelės.
Marse asteroido smūgiai gali sukelti iki 5 GPa siekiančius slėgius, o tam tikromis sąlygomis – ir dar didesnius. Vis dėlto faktas, kad D. radiodurans išgyveno iki 3 GPa, yra gera žinia panspermijos idėjos šalininkams.
„Parodėme, kad gyvybė gali išgyventi didelio masto smūgį ir išmetimą į kosmosą“, – sako Zhao. „Tai reiškia, kad gyvybė potencialiai gali judėti tarp planetų. Gal mes patys esame marsiečiai!“
Tačiau šie rezultatai svarbūs ne tik panspermijos kontekste. D. radiodurans gebėjimas išgyventi ekstremalius slėgius reiškia, kad egzistuoja kelias, kuriuo tokie mikroorganizmai galėtų netyčia nukeliauti iš Žemės į Marsą ar kitur, pavyzdžiui, ant mūsų siųstų roverių ar nusileidimo aparatų paviršių.
„Galbūt mums reikia būti kur kas atsargesniems, planuojant, kurias planetas lankome“, – sako Rameshas.
„Šie rezultatai turi didžiulę reikšmę mūsų supratimui apie ekstremalias gyvybės ribas, planetinę apsaugą, kosminių misijų projektavimą ir galimą gyvybės išplitimą po visą planetų sistemas“, – apibendrina autoriai.
