Uzay

Bilim İnsanları Maruz Kalmış Bakterilerin Uzayda Yıllarca Hayatta Kalabileceğini Keşfetti | Bilim

2015 yılında Uluslararası Uzay İstasyonundaki robotik bir kol, sonsuz karanlık, cansız uzay fonuyla çerçevelenmiş, Dünya'nın 250 mil yukarısındaki bir tırabzan üzerine bir kutu açıkta kalan mikrop yerleştirdi. Doyurucu bakterilerin kozmik ultraviyole, gama ve x-ışınlarının saldırısından hiçbir koruması yoktu. Bilim adamları, Dünya'ya geri döndüğümüzde, mikropların bu koşullarda üç yıla kadar hayatta kalıp kalamayacağını, deneyin uzunluğunu ve eğer yaptılarsa, sonuçların araştırmacılara yaşamın gezegenler arasında seyahat etme yeteneği hakkında neler söyleyebileceğini merak ettiler.

Mikrobiyologlar, yaşamın Dünya'da nasıl çiçek açtığına dair gizemli ipleri çekmek için aşırı koşullara dayanan organizmalar olan ekstremofiller üzerinde onlarca yıl harcadılar. Bazı ekstremofiller uzayda korumasız olarak birkaç gün yaşayabilir; diğerleri yıllarca dayanabilir, ancak yalnızca kayaların içine bir ev oyarak. Bu bulgular, bildiğimiz şekliyle yaşamın göktaşları veya kuyruklu yıldızlar içindeki gezegenler arasında aktarılabileceği teorisini desteklemektedir. şimdi, yeni bulgular bugün yayınlandı Mikrobiyolojide Sınırlar, Uluslararası Uzay İstasyonundaki bu deneye dayanarak, bakterilerin Deinococcus radyodurans uzayda en az üç yıl yaşayabilir. Çalışmayı yöneten Tokyo Eczacılık ve Yaşam Bilimleri Üniversitesi'nde mikrobiyolog olan Akihiko Yamagishi, sonuçların ayrıca mikrobiyal yaşamın kaya tarafından korunmayan gezegenler arasında seyahat edebileceğini öne sürdüğünü söylüyor.



Çalışma yurt dışında gerçekleşti. Japonya'nın Kibo laboratuvarı Uluslararası Uzay İstasyonunda. Ancak Yamagishi'nin deneyinin yörüngeye girmesinden çok önce, Japonya'nın Uzay Araştırma Ajansı JAXA, ekibinin onları başarılı olacağına ikna etmesini istedi. 'Bilmiyoruz - sadece denemek zorundayız' demek istedik. Ancak buna uzay deneyleri için izin verilmez, diyor Yamagishi. Bu yüzden onları nasıl ikna edeceğimizi düşünmemiz gerekiyordu.



Yamagishi ve ekibi birkaç bakteri türünü düşünmüştü ve Deinococcus radyodurans istisnai olarak öne çıktı. 2010 ve 2015 yılları arasında ekibi deney testleri yaptı D. radyoduranlar simüle edilmiş Uluslararası Uzay İstasyonu koşullarına karşı. Böcekleri yüksek düzeyde radyasyonla ışınladılar, basınçları uzay benzeri bir boşluğa düşürdüler ve sadece 90 dakikada 140 derece Fahrenheit sıcaklıkları değiştirdiler. Hücrelerin stres barajına karşı oldukça dirençli olduğunu buldular. Yerde bu deneyleri yaparak [bakterilerin] hayatta kalacağını gösterdik ve onlar bizi kabul ettiler ve bize inandılar, diyor. Ekip JAXA'nın onayını aldı ve astrobiyolojik deneyleri Nisan 2015'te bir SpaceX roketi ile fırlatılacak şekilde ayarlandı.

Lansmandan önce planlanan deneye bir hıçkırık geldi. Başlangıçta, Yamagishi ve ekibi deneyleri astronotların yürütmesini planladı, ancak artık seçeneklerinin olmadığını öğrendiler. dışarıda bağlı bilim deneyleri Uluslararası Uzay İstasyonu. Neyse ki ekip bu robotik kolu kullanarak bir deney tasarlayabildi.



SpaceX roketiyle üç bakteri paneli yükseldi: biri bir yıllık maruz kalma, diğeri iki yıl ve diğeri üç. Astronotlar panelleri hazırladıktan sonra, Dünya'dan kontrol edilen bir robotik kol panelleri tuttu ve yerine yerleştirdi. Her panel, farklı büyüklükteki bakteri kütleleri için 20 sığ kuyu ile noktalı iki küçük alüminyum plaka içeriyordu. Bir plaka, Uluslararası Uzay İstasyonu'nu işaret etti; diğeri kozmosu işaret etti.

Her yıl, Kibo'nun robotik kolu panelleri tutan platformu sökerek ISS'nin içine geri getiriyordu, böylece astronotlar analiz için Dünya'ya numune gönderebiliyordu. Onların sonuçları gösteriyor ki, Deinokok bakteri üç yıllık deneyden sağ çıktı. Deinokok kitlelerin dış katmanlarındaki bakteri hücreleri öldü, ancak bu ölü dış hücreler, içindekileri onarılamaz DNA hasarından korudu. Kitleler yeterince büyük olduğunda -hala bir milimetreden daha ince- içerdeki hücreler birkaç yıl hayatta kaldı.

Dünya Dışı İstihbarat Arama (SETI) Enstitüsü'nün Carl Sagan Araştırma Merkezi'ni yöneten, araştırmadan bağımsız bir astrobiyolog olan Nathalie Cabrol, bunun bana tam olarak And Dağları'nda siyanobakterilerin kullandığı stratejiyi hatırlattığını söylüyor. Cabrol, Dünya'nın en eski yaşam formlarından biri olan siyanobakterilerin, hücrelerin dışarıda öldüğü ve içeride hayatta kaldığı katmanlar halinde organize olarak yoğun güneş radyasyonuna nasıl dayandığını araştırdı. Bu sonuçların bize Dünya'daki ekstremofiller hakkında söyleyebileceklerinden memnun kaldı.



Kitlelerdeki koruyucu hücre katmanlarının ötesinde, D. radyodurans , radyasyondan kaynaklanan hasara karşı oldukça dirençlidir. Genleri, DNA'yı onaran benzersiz proteinleri kodlar. İnsan hücreleri yaklaşık iki DNA kopyası taşırken ve çoğu bakteri hücresi bir tane taşırken, D. radyodurans içermek 10 A kadar gereksiz kopyalar Önemli genlerin daha fazla kopyasına sahip olmak, hücrelerin radyasyonla hasar görmüş DNA'yı sabitleyen proteinlerin daha fazla kopyasını üretebileceği anlamına gelir. Hücrelerin koruyucu dış katmanlarıyla birleşen bu doğal savunma mekanizması, Dünya'dakinden 200 kat daha yüksek radyasyon seviyelerine rağmen mikropları canlı tuttu.

Ekip, her ek yılın hücreleri nasıl etkilediğine ilişkin verilerini kullanarak, seyahat etmenin D. radyodurans kitleler, Dünya ile Mars arasında iki ila sekiz yıl hayatta kalabilir ve bunun tersi de geçerlidir. Böylece nakliye sırasında hayatta kalmanın mümkün olduğunu söylüyor. Bu bize yaşamın kökenini sadece Dünya'da değil, Mars'ta da düşünmemiz gerektiğini söylüyor.

D. radyodurans uzayda hayatta kaldığı bilinen tek organizma değil. Önceki çalışmalar, tardigradların doğrudan maruziyette sadece 10 gün sürdüğünü gösterdi. Bilim adamları da test etti basil ve Deinokok bakterileri yörüngede uzun mesafeler için, ancak yalnızca toksik radyasyondan korunma ile.

[Bu çalışmalar], mikrop sporlarının kayanın içinde hayatta kalabileceğini öne sürüyor. litopanspermi , diyor Yamagishi. Litopanspermi, dünyadaki yaşamın başka bir gezegenin mikroplarından kaynaklanabileceğini varsayan panspermi teorisinin bir varyasyonudur. Ancak Yamagishi, ekstremofillerin yıllarca kaya olmadan doğrudan maruz kalmaya karşı koyduğu sonuçların yeni bir terimin nedeni olduğunu söylüyor: kitle panspermi. Bu teori, mikropların Dünya'ya kayalardan ziyade kümeler halinde inmiş olabileceğini öne sürüyor.

seks yapmak için bir site var mı

Bununla birlikte, diğer uzmanlar massapanspermiyi benimsemekte tereddüt ediyor.

Santa Fe Enstitüsü'nde teorik bir astrobiyolog olan Natalie Grefenstette, çalışmayla bağlantısı olmayan yaşamın Dünya ile Mars arasında transfer olabileceği fikrine çoktan satılmıştım, diyor. Litopanspermiye ilişkin kanıtlar onu, yaşamı aktarmanın mümkün olduğuna ikna etti, ancak kitlesel spermi için büyük bir sınırlama görüyor: serbest yüzen hücre kütlelerinin bir gezegenden fırlatılıp diğerine yeniden girmeyi sürdürmesi gerekecek. Bunlar çok büyük gereksinimler, diyor. Maruz kalan hücrelerin seyahat eden bir kümesinin, inmeden önce meteorlar gibi yanacağından şüpheleniyor.

Cabrol ayrıca massapanspermi olasılığını da sorguluyor. Bunu gösteren radyoduranlar Katmanlıysa üç yıl hayatta kalabilir, ihtiyacımız olan sayılardan çok uzakta radyoduranlar Mars'a sıçrama yapabilmek için. Yıllarca süren yolculuklar teorik olarak mümkün olsa da, bilim adamları tahmin Maddenin bir gezegeni terk etmesi ve güneş sistemi içinde başka bir gezegene inmesi birkaç milyon yıl kadar sürebilir.

Cabrol, bu çalışmanın alaka düzeyi, massapanspermi veya pansperminin mümkün olduğunu kanıtlamada daha az, diyor. Ama bana göre olmamız gerektiğini gösteriyor son derece Mars'a gittiğimizde kirlenmemize dikkat edin.

Birçok ülke Dış Uzay Antlaşması'nı imzaladı, onları yasaklayan mikropları diğer gezegenlere getirmekten (ve dökmekten) Örneğin, bir uzay aracı yanlışlıkla Mars'a mikrop dökecek olsaydı, bu, gezegende yaşam bulmak için gelecekteki görevleri bozardı. Bilim adamları, Marslı mikropları tespit edip etmediklerini kesin olarak bilemezlerdi. NASA gitti büyük uzunluklar Mars 2020 gezicisini steril sıcaklıklarda pişirerek ve her parçasını steril giysilerle silerek sterilize etmek. Bu çalışma, herhangi bir uzay aracını mikroplardan tamamen uzak tutmanın ne kadar şaşırtıcı derecede önemli olduğunun altını çiziyor.

Yamagishi, NASA'nın önerdiği deneyler de dahil olmak üzere, Dünya'dan daha da uzakta daha fazla maruz kalma deneyi yapmayı umuyor. Ay Geçidi Ay'ın yakınında. Ve hayatın kökenleri hakkında soruları ilerletmek için ekibi gelişiyor bir mikroskop Mars yüzeyinin altında yaşam aramak için.

Grefenstette, “Hayatın hayatta kalamayacağını düşündüğümüz ortamlarda, artık biliyoruz” diyor. 'Bu çalışma da bunu gösteriyor - bu nedenle, Dünya'daki yaşamın başarabileceklerinin önündeki engeli sürekli olarak geri itiyoruz.'



^