Моделювання умов, що існують на інших планетах - Космічна роль зелених рослин

Одним із способів розв'язання питання про можливість життя на інших планетах е спосіб штучного відтворення в лабораторіях фізичних і хімічних умов, що існують на цих планетах, і культивування мікроорганізмів у подібних умовах. Мікроорганізми використовуються в таких дослідах як біологічні об'єкти, що відзначаються великою пристосованістю і високою стійкістю до несприятливих факторів зовнішнього середовища. Слабкий бік моделювання -- це не досить точне і повне знання умов,, що існують навіть на найближчих до Землі планетах Сонячної системи.

Особливу увагу привертає Марс, який за своїми фізичними властивостями більше схожий на Землю, ніж інші планети. Тому ряд дослідників провів досліди по вирощуванню мікроорганізмів, моделюючи умови на Марсі. Д. П. Морріс і Д. Е. Бейшер (1958 р.) заражали червоний пісковик і лаву різними мікроорганізмами (бактеріями, актиноміцетами, грибами), що утворювали і не утворювали спори, які розвивалися при доступі повітря (аероби) і в його відсутність (анаероби). Вказані гірські породи вміщували у спеціальні посудини. З посудин викачували повітря і вводили туди газоподібний азот, поки не встановлювався тиск 65 мм ртутного стовпчика. Вологість внесених порід не перевищувала 1%. Вдень посудини перебували при температурі близько 25°, а вночі їх розміщували в холодильнику з температурою -25° С. Досвід тривав 10 місяців. Через певний проміжок часу проводили кількісне визначення внесених мікроорганізмів. Виявилось, що кількість аеробів поступово зменшувалась. В той же час анаероби (обов'язкові або факультативні) виживали, а деякі з них навіть розмножувались.

І. А. Коойстра, Р. Р. Мітчел і X. Страгхолд (1958 р.) помістили чотири зразки червоної глини з пустелі Арізони разом з мікроорганізмами, що в них містилися, в закриті посудини, тиск азоту в яких встановлювали на рівні 54,1 мм ртутного стовпчика. Вологість глини доводилася до 1%. На протязі 15 год. на добу посудини перебували при температурі -22° С. У момент ставлення досліду, а потім через один, два і три місяці визначали кількість мікроорганізмів у глині. У трьох зразках глини кількість мікроорганізмів зростала. Лише в одному зразку вона збільшувалась на протязі двох місяців, а через три місяці знизилась.

Е. Хаврилевич, Б. Говей і Р. Ерліх (1962 р.) провадили експерименти з хвороботворними бактеріями: неспоровою факультативне анаеробною і споровою. Бактерії вносили у подрібнену простерилізовану лаву. Одну серію пробірок з цим матеріалом запаювали в умовах вакуума, другу -- після введення у пробірки азоту (65 мм ртутного стовпчика), а з третьої серії пробірок викачували частину повітря доти, поки тиск не падав до 65 мм ртутного стовпчика. Частину запаяних пробірок витримували при 25°, і вони були контролем; іншу частину пробірок ставили в умови температури, що змінюється: 16 год. при 25° і 8 год. при --25° С. Клітини неспорової бактерії зберігали життєздатність на протязі восьми місяців, але у вакуумі і при щоденній зміні температур кількість клітин, що вижили, різко зменшувалась. Спори другої бактерії зберегли життєздатність в усіх варіантах досліду на протязі десяти місяців. Хвороботворні властивості обох бактерій знизились.

Г. Л. Робертс (1963 р.) спори анаеробної бактерії наносив на фільтрувальний папір, розміщений на поверхні зразка червоної лави. Остання подріб-нювалась, висушувалась і стерилізувалась, її вологість доводилась до 0,2%. У посудини, куди поміщали лаву з бактеріальними спорами, нагнітали суміш газів, яка складалася з 93,54% азоту, 4,24% аргону, 2,21% вуглекислого газу і 0,01% кисню. Загальний тиск газів становив 65 мм ртутного стовпчика. Температура змінювалась від 23° до -25° С. Через сім і чотирнадцять діб у посівах були виявлені спори і звичайні (вегетативні) клітини, а через 30 діб -- лише вегетативні клітини взятої бактерії. Ці дані доводять, що зазначені умови виявились придатними не тільки для виживання, а й для проростання спор.

Е. Пекер, С. Шер і С. Сеген (1963 р.) зібрали зразки грунтів із різних місць з низькою кількістю опадів. Ці зразки висушили до повітряно-сухого стану, а мікроорганізми, що в них містилися, були піддані дії таких умов: кожні 12 год. температура -60° С змінювалась на температуру 20°; вміст газів у атмосфері складав 95% азоту і 5% вуглекислоти; тиск газів досягав 0,1 атм. Крім того, взяті зразки з мікроорганізмами, що в них містилися, піддавались опроміненню ультрафіолетовими променями (доза 10 ерг на квадратний сантиметр поверхні). Результати показали, що деякі мікроорганізми виживали на протязі більше шести місяців.

У 1965 р. Ф. Джексон і Р. Мур використали ряд мікроорганізмів, які вносились у пісок з додаванням до нього різних кількостей мінералу лімоніту, багатого на окис заліза. Вологість цього субстрату була знижена до 1%. Атмосфера складалася з молекулярного азоту і слідів кисню та вуглекислого газу (тиск 75 мм ртутного стовпчика).

Добові коливання температури були ще більш різкими, ніж у дослідах інших авторів: від 25° до -76° С. Лімоніт несприятливо впливав на виживання мікроорганізмів. При його відсутності або незначному вмісті у субстраті деякі неспорові бактерії виживали на протязі всього 30-добового досліду, а кількість клітин деяких спосені мікроскопічні водорості, джгутикові найпростіші і коловертки загинули. Із узятих мікробів імітовані марсіанські умови краще переносили форми, що утворюють пігменти. Дослідники висловлюють припущення, що на Марсі можуть переважати організми, пігменти яких захищають їх від впливу найбільш згубного фактора -- сонячної радіації.

Наведені дані свідчать, що умови дослідів у різних дослідників були не зовсім однаковими. Це пояснюється деякими розходженнями, які існують у поглядах астрономів на склад атмосфери Марса. Так, за В. Г. Фесенковим, кисню в ній менше 0,1%, за Н. Н. Ситинською -- 0,15% порівняно із земною атмосферою (20,94%), а за М. П. Барабашовим -- 0,1% від об'єму всіх газів у марсіанській атмосфері.

Дослідження, проведене під час польоту американської космічної лабораторії "Марінер-4", що наблизилась до Марса на відстань коло 9000 км, внесли точність у питання: в атмосфері цієї планети кисень повністю відсутній. Таким чином, праві були ті мікробіологи, які у дослідах моделювання застосовували суворо анаеробні умови.

Щодо вологості астрономи зійшлися на тому, що водяної пари в марсіанській атмосфері надзвичайно мало, отже, застосовуваною методикою спектроскопії виявити її не можна. Проте посереднім шляхом вони припускають там наявність пароподібної води. Це підтверджують білі шапки біля полюсів планети. Ці шапки (складаються вони, мабуть, із снігу або інею) під час марсіанського літа зменшуються, а іноді зовсім зникають. Беруться також до уваги спостережувані на Марсі білі хмари, а також ранкові й вечірні тумани. За В. Г. Фесенковим і С. Сегеном, вміст водяної пари в атмосфері Марса не повинен перевищувати 0,1%, а за Н. Н. Ситинською -- 1 % порівняно із земною атмосферою.

Азот вважають найбільш поширеним газом в атмосфері Марса. Його об'єм складає 98,5% (в атмосфері Землі міститься 78,08% азоту). Атмосферний тиск на поверхні Марса вважають рівним 65 мм ртутного стовпчика. Дані, одержані при польоті "Марінера-4", свідчать про те, що атмосферний тиск там нижчий, не більше 2--3% земного. Астрономи припускають, що добове коливання температури на екваторі цієї планети відбувається в інтервалі від 25° до -70° С і досягає ще менших величин на полюсі.

Таким чином, умови, що створюються у дослідах по моделюванню марсіанських умов, у більшій або меншій мірі відповідають тим уявленням, які існують в астрофізиці. Тому можна з певним ступенем імовірності припустити, що на Марсі можливе життя організмів, які за своїми властивостями нагадують деяких земних бактерій.

З метою наближення до умов на Юпітері С. М. Сігел і С. Гімарро поміщали лишайники, кактуси та інші рослини, що здатні рости при низькій вологості, в герметичну камеру, в якій була створена атмосфера з суміші метану, водню і аміаку. Через два місяці на листі цих рослин були знайдені життєздатні бактерії. Виявилося, що деякі мікроорганізми здатні розмножуватися в атмосфері, яка містить від 5 до 95% аміаку. Досліди по моделюванню дають підставу гадати, що якби деякі земні бактерії опинилися на Марсі, то вони могли б там вижити і навіть розвиватися.

Похожие статьи




Моделювання умов, що існують на інших планетах - Космічна роль зелених рослин

Предыдущая | Следующая