Изображение фрагментов метеорита после культивации на его поверхности M. sedula, полученные методом раствровой электронной микроскопии, а также визуализация роста меченых клеток
Tetyana Milojevic et al. / Scientific Reports, 2019
Ученые из Австрии, Франции и Германии изучили взаимодействие металлофильных микроорганизмов Metallosphaera sedula с каменным метеоритом NWA 1172 и характерные следы, которые одноклеточные оставили на поверхности метеорита в результате жизнедеятельности. Микроорганизмы оказались способными окислять металлы, обрастая аморфной коркой и высвобождая также важные неметаллы: углерод, серу, кислород, азот, кремний и фосфор. Исследование опубликованов журнале Scientific Reports.
Передача энергии от неживого неорганического материала единице живого организма может осуществляться в процессе жизнедеятельности хемолитотрофных микроорганизмов, которые катализируют окислительно-восстановительные переходы металлов. Изучая взаимодействие микроорганизмов с метеоритами, ученые пытаются понять, какие характерные следы они оставляют.
В то время как взаимодействие таких микроорганизмов с земными минералами уже хорошо изучено, процессы, которые могут происходить на метеоритах под влиянием хемолилотрофов, еще предстоит детально рассмотреть. Подобные исследования помогут проверить предположение о том, что необходимые для развития жизни на Земле вещества попали на планету с метеоритами, а также оценить возможность биогенного образования этих веществ на внеземных объектах.
Татьяна Милоевич (Tetyana Milojevic) и ее коллеги из Венского университета изучили рост и физиологические процессы металлофильных архей Metallosphaera sedula, которые живут в условиях высоких температур (72 градуса Цельсия) и высокой кислотности (рН 2), на поверхности хондрита NWA 1172. Химический анализ поверхности в нанометровом масштабе позволил наблюдать переход неорганических веществ в клетки микроорганизмов и окислительно-восстановительные процессы с железом. А комбинация аналитических методов с просвечивающей электронной микроскопией позволила исследователям заметить характерные следы жизнедеятельности микробов на поверхности метеорита.
Изображения растрового электронного микроскопа поверхности метеорита после культивации хемилитотрофов (a-c) и той же обработки, но без микроорганизмов (d)
Tetyana Milojevic et al. / Scientific Reports, 2019
В сравнении с ростом на земном халькопирите, поверхность метеорита обеспечила более быстрое распространение колонии: микробы достигли максимальной плотности на 137 часов раньше. А в результате биогеохимических процессов, археи перевели в форму солей металлы (никель, кобальт, марганец, калий, натрий, кальций, магний, железо, медь), кремний и серу.
Элементный анализ полых оболочек, которые образовались в процессе роста микроорганизмов на поверхности метеорита методом темнопольной просвечивающей растровой электронной микроскопии с регистрацией высокоугловых рассеянных электронов
Tetyana Milojevic et al. / Scientific Reports, 2019
На стенках клеток M. Sedula оказалось много ионов трехзарядного железа, которые, как предполагают авторы, выполняли роль окислителя. Образовавшаяся корка вокруг клеток представляла из себя аморфную структуру в форме глобул размерами от 0,5 до двух микрон, богатой оксидами и гидроксидами железа, фосфором а также содержала медь, никель, алюминий, серу и кремний.
По словам ученых, исследование будет особенно полезно для миссий по изучению космоса. Сравнивая состав внеземных объектов с полученными в новой работе данными, можно будет делать выводы о возможности существования живых организмов на их поверхности.
Два года назад ученые проверили жизнеспособность бактерий Sphingomonas desiccabilis в растворе, который имитировал вероятный состав воды на древнем и современном Марсе. Биопленки оказались весьма устойчивыми к жестким условиям среды, в которых проводили эксперимент.
Алина Кротова