Исследование, финансируемое НАСА, использует глубоководные жерла Земли для изучения того, как может выглядеть микробная жизнь на Европе и как она может выживать в условиях совершенно иной химии. Фото: НАСА
Микробиолог из Массачусетского университета в Амхерсте Джеймс Холден использует свой многолетний опыт работы с редкими микроорганизмами в миссии НАСА по поиску жизни на ледяном спутнике Юпитера Европе.
В массовой культуре инопланетяне часто представляются в виде маленьких зелёных существ с огромными овальными головами. Однако учёные сходятся во мнении, что если жизнь существует где-то ещё в нашей Солнечной системе, то, скорее всего, она имеет микробную природу.
Чтобы изучить эту возможность, НАСА выделило 621 000 долларов микробиологу Джеймсу Холдену из Массачусетского университета в Амхерсте. В течение следующих трёх лет он будет использовать свои глубокие знания для изучения потенциальных форм жизни на спутнике Юпитера Европе.
Вместо того чтобы смотреть на звёзды, Холден черпает вдохновение в удивительном месте: глубоководных вулканах, расположенных в полутора километрах под поверхностью океана.
Поверхность спутника Юпитера, Европы, покрыта льдом, но астрономы считают, что под всем этим льдом находится солёный жидкий океан, который соприкасается с горячим расплавленным ядром. «Основываясь на данных о нашей планете, мы полагаем, что на Европе могут быть условия, подходящие для жизни», — говорит Холден, указывая на гидротермальные источники глубоко под поверхностью наших океанов. На самом деле недавно запущенный НАСА спутник Europa Clipper специально предназначен для того, чтобы выяснить, насколько обитаемой может быть Европа.
Микробиолог из Массачусетского университета в Амхерсте Джеймс Холден готовит подводную лодку, которая отправится на дно океана в поисках микроорганизмов. Фото: Джеймс Холден
Холден посвятил всю свою академическую карьеру изучению глубоководных гидротермальных источников, которые могут быть ключом к разгадке существования внеземной жизни. «Я изучаю глубоководные вулканы с 1988 года, — говорит он. — Чтобы получить из них микробы, мы используем подводные лодки — иногда с людьми на борту, иногда роботизированные, — которые погружаются на глубину в милю и доставляют образцы на берег, а затем в мою лабораторию в Массачусетском университете в Амхерсте».
Изучение глубинных тайн Земли
Холден создал лабораторию, в которой можно воссоздать бескислородную среду без света, в которой обитают эти специализированные микробы, получающие энергию исключительно из газов и минералов, выбрасываемых из жерл. «Поскольку условия на Европе могут быть похожи на те, в которых обитают эти микробы, — говорит Холден, — мы считаем, что жизнь на Европе, если она существует, должна быть похожа на наши гидротермальные микробы.
Гидротермальные микробы, изучением которых занимается Холден, процветают в бескислородной среде на глубине более полутора километров под поверхностью океана. Фото: Массачусетский университет в Амхерсте
«Мы давно интересуемся, есть ли жизнь за пределами нашей планеты и как она функционирует, — добавляет Холден. — Приятно осознавать, что разгадка может быть здесь, на нашей планете».
Но Европа — это не Земля, её океаны не похожи на наши, и если там и есть микробная жизнь, то она, вероятно, не похожа на нашу.
Переосмысление химии жизни
«Итак, нам нужно выяснить, какие химические процессы могут использовать европейские микроорганизмы для получения энергии, — говорит Холден. — Разные химические процессы могут приводить к появлению совершенно разных видов микробов».
Гидротермальные микробы на Земле, изучением которых занимается Холден, получают энергию, расщепляя водород с помощью специальных ферментов, называемых гидридазами. Но существуют разные виды гидридаз, они работают по-разному и могут выполнять разные функции в разных типах клеток.
Организмы, использующие разные наборы гидрогеназ, могут выглядеть и функционировать совершенно по-разному. Кроме того, железо, сера и углерод, поступающие из гидротермальных источников, способны взаимодействовать с водородом, принимая его электроны для выработки энергии, но учёные пока не знают точно, как эти процессы происходят на биологическом уровне, особенно с учётом того, что количество водорода варьируется. «Наше исследование будет направлено на то, чтобы определить, как различные химические процессы влияют на физиологию организма», — говорит Холден.
Источник: SciTechDaily
