Получение воды из камня: как жизнь выживает в экстремальных условиях

Изучая, как мельчайшие организмы в чилийской пустыне Атакама, одном из самых сухих мест на Земле, извлекают воду из камней, исследователи из Университета Джона Хопкинса, Калифорнийского университета в Ирвайне и Университета США в Риверсайде показали, как, несмотря ни на что, жизнь может существовать в экстремальных условиях.

Отчет о результатах исследования, опубликованный в этом месяце в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, как жизнь может процветать в местах, где нет большого количества воды - в том числе на Марсе, среда обитания которого похожа на Атакаму, - и как люди, живущие в засушливых регионах, когда-нибудь смогут получать воду из доступных минералов.

Вода из камня

"Ученые долгое время подозревали, что микроорганизмы могут извлекать воду из минералов, но это первая демонстрация этого", - говорит Джоселин ДиРуджеро, доцент биологии в Университете Джона Хопкинса и соавтор статьи.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

"Это удивительная стратегия выживания для микроорганизмов, живущих на пределе сухости жизни, и она накладывает ограничения на наши поиски жизни в других местах".

Группа исследователей сосредоточилась на хроококсидиопсисе, виде цианобактерий, встречающемся в пустынях по всему миру, на гипсе, минерале на основе сульфата кальция, содержащем воду. Колонизирующие жизненные формы существуют под тонким слоем горных пород, что обеспечивает им защиту от экстремальной температуры Атакамы, сильных ветров и палящего солнца.

ДиРуджеро отправилась в далекую пустыню, чтобы собрать образцы гипса, которые она привезла в свою лабораторию, разрезала на мелкие кусочки, где можно было найти микроорганизмы, и отправила Давиду Кисаюсу, профессору материаловедения и инженерии в UCI, для анализа материалов.

В результате этого исследования ученые узнали, что микроорганизмы изменяют саму природу горной породы, которую они занимают. Извлекая воду, они вызывают фазовые превращения материала - из гипса в ангидрит, обезвоженный минерал.

Согласно ДиРуджеро, источником вдохновения для исследования послужили данные Вей Хуана, исследователя в области материаловедения и инженерии из UCI, который обнаружил совпадение концентраций ангидритов и цианобактерий в образцах гипса, собранных в Атакаме.

Затем команда ДиРуджеро позволила организмам колонизировать полмиллиметровые кубы пород, называемые купонами, в двух различных условиях: во-первых, в присутствии воды, чтобы имитировать высокую влажность окружающей среды, а во-вторых, чтобы полностью высохнуть. В присутствии влаги гипс не переходит в ангидритную фазу.

"Им не нужна была вода из камня, они получали ее из окружающей среды", - сказал Кисайлус. "Но когда их ставили в стрессовые условия, у микробов не было другой альтернативы, кроме как извлекать воду из гипса, вызывая эту фазовую трансформацию в материале".

Команда Кисайлуса использовала комбинацию передовой микроскопии и спектроскопии для изучения взаимодействий между биологическими и геологическими аналогами, обнаружив, что организмы проникают в материал, как крошечные шахтеры, выделяя биопленку, содержащую органические кислоты, сказал Кисайлус.

Хуанг использовал модифицированный электронный микроскоп, оснащенный рамановским спектрометром, чтобы обнаружить, что организмы использовали кислоту для проникновения в породу в определенных кристаллографических направлении - только в определенных плоскостях, где они могли легче получить доступ к воде, существующей между гранями ионов кальция и сульфат-ионов.

"Означает ли это, что на Марсе есть жизнь? Мы не можем сказать, но это дает нам представление о том, какими хитрыми могут быть микроорганизмы", - говорит ДиРуджеро.

"Это исследование предоставляет ценные сведения для раскрытия разработанных "проектных стратегий", используемых этими микробами, обитающими в пустыне, для поддержания их жизнеспособности перед лицом многочисленных экологических проблем". опубликовано econet.ru по материалам scitechdaily.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet