Бактерии-экстремалы

4 марта 2002, 00:00

Как свидетельствуют результаты эксперимента американских ученых из Геофизической лаборатории Института Карнеги, бытовавшее до сих пор среди биологов мнение, что выживание в "крайне неприспособленных" для обитания живых существ условиях (например, таких, как океанские гидротермальные источники или антарктические ледники) - удел лишь специально адаптированных микроорганизмов (так называемых экстремофилов), следует теперь считать по меньшей мере спорным. Группа специалистов этой лаборатории (руководители эксперимента - геохимик Анураг Шарма и микробиолог Джеймс Скотт) продемонстрировала удивительную живучесть "вполне заурядных" бактерий в условиях колоссального давления, эквивалентного тому, которое присутствует на 50-километровой глубине в земной коре или на гипотетических для нашей планеты 160 километрах под уровнем океанской (морской) поверхности.

Ученым удалось одними из первых эффективно применить инструментарий физики высокого давления в микробиологических исследованиях: в ходе эксперимента образцы двух типов бактерий (кишечной E.coli и "металлопоглощающей" Shewanella oneidensis), помещенные в специальную капсулу, в течение длительного времени подвергались воздействию сверхострого алмазного наконечника. Благодаря специфическому для этих бактерий метаболизму - в отсутствие кислорода они обладают способностью поглощать формат, продукт разложения муравьиной (formic) кислоты (HCOOH) - биологи имели возможность при помощи молекулярного спектроскопа контролировать "в реальном времени" изменения объема питательной среды в капсуле. Устойчивое убывание формата в течение всего эксперимента подтвердило, что уровень метаболизма в "сдавливаемых" бактериях существенно отличается от "нулевой отметки" (то есть бактерии как ни в чем ни бывало продолжают жить и питаться). Исследователи исключили все другие возможные объяснения "феномена исчезновения" в капсуле питательного формата, проведя контрольное тестирование его уровня с использованием двух других образцов тех же бактерий, один из которых представлял собой "убитую" под воздействием сверхвысокой температуры, а другой - отравленную цианидом.

Комментируя неожиданные результаты опытов, Анураг Шарма признал, что до "полной ясности" относительно того, каким именно образом бактерии умудрялись выживать в таких экстремальных условиях, ученым еще далеко: "Безусловно, нам потребуются дальнейшие эксперименты, а пока я могу лишь предположить, что бактерии, по-видимому, располагают неким краткосрочным адаптивным механизмом, природа которого нам сейчас неизвестна". Впрочем, оставляя за скобками неочевидную экспликативную природу исследований Шармы-Скотта, следует отметить, что даже один лишь факт живучести бактерий в условиях небывалого по всем земным меркам давления уже влечет за собой весьма далеко идущие последствия. Так, как отметила Роз Граймс, директор Астробиологического института NASA, "если мы сможем понять, как микробам удается выживать в столь враждебной среде, мы существенно продвинемся и в сфере поиска возможных 'глубинных обитаемых ниш' вне Земли". В качестве же наиболее интересных (и достижимых) с этой точки зрения объектов будущих космических миссий специалисты сегодня прежде всего называют спутники Юпитера Европу, Каллисто и Ганимед, которые предположительно могут обладать обширными "водными резервуарами", скрытыми под твердой поверхностью.