Пустыня Атакама в Южной Америке — уникальная природная лаборатория, где ученые учатся искать признаки жизни в экстремальных условиях. Этот засушливый регион настолько необычен, что его часто называют «Марсом на Земле«. И неспроста: высокий уровень ультрафиолетового излучения, практически полное отсутствие воды и специфический состав почвы делают Атакаму идеальным полигоном для отработки методов поиска внеземной жизни.
Международная команда ученых под руководством геомикробиолога Дирка Вагнера из Германского исследовательского центра наук о Земле в Потсдаме (GFZ) разработала революционный метод, который может помочь в поисках живых организмов как в пустыне Атакама, так и, потенциально, на Красной планете.
Проблема поиска жизни в экстремальных условиях
До сих пор исследователи сталкивались с серьезной проблемой: в условиях крайне низкого показателя биомассы практически невозможно было отличить ДНК живых организмов от генетического материала давно погибших форм жизни. Традиционные методы метагеномного секвенирования требуют достаточного количества качественной ДНК, что в условиях пустыни Атакама является настоящим вызовом.
Простое решение сложной задачи
Разработанный метод оказался удивительно простым: образцы почвы из Атакамы помещались в пробирку с холодной жидкостью и слегка встряхивались. Затем загрязненную жидкость сливали, и процесс повторялся. После четырех таких циклов промывания почти вся внеклеточная ДНК (eDNA) оказывалась в слитой жидкости, а внутриклеточная ДНК (iDNA) оставалась в образце почвы. Несмотря на кажущуюся простоту, этот метод позволил эффективно разделить генетический материал мертвых и живых организмов.
Значение открытия
Разработанный метод открывает новые возможности для исследования сред с крайне низкой биомассой, где традиционные методы анализа ДНК и РНК могут быть неэффективны или вовсе неприменимы. Как отмечается в исследовании, опубликованном в журнале Applied and Environmental Microbiology, предложенный подход позволяет получать более точную картину текущей микробной активности в экстремальных средах. Это особенно важно для понимания того, как микроорганизмы участвуют в преобразовании минералов в почве, и как они способны извлекать необходимые для жизни элементы в условиях, где, казалось бы, жизнь невозможна. Кроме того, метод помогает изучить, как эти удивительные организмы участвуют в круговороте углерода и азота в экстремальных условиях пустыни.
Взгляд в будущее: от Атакамы к Марсу
Особую ценность исследованию придает тот факт, что условия в пустыне Атакама во многом схожи с марсианскими. Как отмечает Лукас Хорстманн, аспирант GFZ, подповерхностный слой Марса часто рассматривается как потенциальная среда обитания микроорганизмов — именно то, что мы наблюдаем в Атакаме.
«Хотя условия здесь не настолько экстремальны, как на Марсе, мы видим ту же закономерность, — поясняет исследователь. — На поверхности — крайне суровые условия: отсутствие воды и высочайший уровень УФ-излучения. Но стоит копнуть глубже, и мы обнаруживаем гипс — минерал, который также присутствует на Марсе. Именно в таких подповерхностных слоях мы находим признаки жизни».
Новый метод разделения генетического материала может стать важным шагом на пути к ответу на вечный вопрос о возможном существовании жизни на Марсе. Простая процедура промывания образцов открывает новые возможности для исследования экстремальных мест обитания как на Земле, так и, возможно, за ее пределами.
