Микроб редко приходит один. Как микроорганизмы влияют на нашу жизнь - Эгерт Маркус

• Methanopyrus kandleri не просто выживает, но и размножается (!) при температуре более +120 °C в океанских глубинах. Для человека температура свыше +41 °C уже смертельна.

• Deinococcus radiodurans способен переносить высокие дозы радиации до 17 500 грей. Получив дозу в 6–10 грей, люди умирают в течение нескольких суток.

• Shewanella benthica живет под водой на глубине 11 000 метров и для размножения этой бактерии нужно давление в 800 бар. В одном эксперименте с имитацией погружения люди достигли максимальной глубины в 700 метров и давления в 70 бар.

Даже ледяной космос и вакуум некоторым микробам нипочем.

Среди многоклеточных самими выносливыми и стойкими считаются тихоходки. Как и бактерии, они могут в неблагоприятные периоды впадать в особое состояние сна. Оно называется криптобиоз. Спящие тихоходки способны жить при температуре –273 °C и много дней в условиях космоса. Это установили ученые в эксперименте: они держали два вида тихоходок в открытых контейнерах 10 дней на высоте в 270 километров.

Ученые из Института Макса Планка имитировали в лаборатории неблагоприятные условия, характерные для комет. Им удалось сделать удивительное открытие: даже в ледяном космическом пространстве возникают аминокислоты, кирпичики для всех форм жизни, почти сами по себе. Это доказывает, что жизнь и ее элементы умеют приспосабливаться гораздо сильнее, чем считалось.

Пример выносливости микробов: ультрафиолетовое излучение солнца одноклеточные организмы переносят не слишком хорошо. Но тонкого защитного слоя от УФ-лучей из пыли и песка оказалось достаточно, чтобы значительно повысить их шансы на выживание.

Внутри метеорита диаметром около двух метров споры бактерий будут защищены от космического излучения в течение миллиона лет. Сложно найти более враждебные для жизни условия, чем внутри камня. Источники пищи: отсутствуют.

Могут ли микробы действительно прожить миллион лет без питательных веществ и без воды?

Действительно, бактерии обладают феноменальной способностью выдерживать отсутствие любых питательных веществ: они превращаются в споры и впадают в глубокий сон. Внутри остается одна инкапсулированная клетка, в которой хранится генетический код бактерий. Обмен веществ полностью прекращается.

Но как только появляется подходящая пища, микроб сразу оживает. Об оживлении спор из соляных кристаллов возрастом 250 миллионов лет я уже рассказывал. Но все еще удивительнее.

Понять, как это работает, помогла пчела в янтаре. В ее кишечнике ученые обнаружили древние споры бактерий. И эти бактерии тоже удалось оживить.

К большому удивлению ученых, оказавшись в питательном растворе, эти бактерии очнулись, как спящие красавицы, спустя 25 миллионов лет с момента, как пчела влипла в доисторическую смолу.

Раз микробы способны сопротивляться самым враждебным условиям среды, разве не логично предположить, что они попали на Землю из других планетных систем?

Возможно, в далеком прошлом, когда на нашей планете царили адские условия, метеориты с Марса падали на Землю. Ни одно живое существо не выдержало бы силы такого удара. Или?

Ученые из Германского центра авиации и космонавтики протестировали в опытной лаборатории, как споры микробов реагируют, когда на них с определенной высоты обрушивается тяжелая металлическая пластина. От ударной волны образец нагрелся до +500 °C. Диагноз: все обуглилось, споры окрасились в черный цвет. Тем не менее тысячи микроорганизмов выжили.

Принесли ли рухнувшие кометы и астероиды готовые к употреблению органические молекулы на доисторическую Землю? Действительно ли жизнь зародилась где-то на просторах Вселенной? По меньшей мере, важные органические молекулы могут зарождаться в ледяной пустоте космоса.

Основные для всей жизни на Земле молекулы могут возникать практически где угодно во Вселенной, установили ученые. Для этого даже не нужна планета с жидкой водой.

Вернувшиеся 24 июля 1969 года после успешной лунной экспедиции астронавты Нил Армстронг, Майкл Коллинз и Базз Олдрин 17 дней провели в мобильном карантинном фургоне — настолько был силен страх, что они могли занести на Землю опасные бактерии с Луны.

Особенно сильным был страх перед возможными болезнями, к которым у людей нет иммунитета.

Конечно, напрашивалась аналогия с испанскими завоевателями, которые в XV веке открыли Новый Свет и привезли с собой многочисленные инфекционные болезни, нанесшие большой численный урон коренным жителям средней и южной Америки.

Как выяснилось впоследствии, астронавты выступили в роли «завоевателей» и принесли бактерии с Земли, а не наоборот. Во время второй высадки на Луне в ноябре 1969 года экипаж «Аполлона 12» обнаружил старый американский космический аппарат, прилунившийся в 1966 году.

Некоторые детали этого аппарата «Сервейер-3» астронавты доставили на Землю. Специалисты NASA обнаружили на них бактерии, пережившие долговременное пребывание в космосе. Предположительно они попали на аппарат от техника, у которого во время подготовки запуска был насморк. Однако есть вероятность, что бактерии были занесены и после возвращения на Землю.

Невозможность установить правду заставила NASA поменять образ действий. Во всех последующих миссиях дотошно соблюдались инструкции, чтобы не допустить переноса земных микроорганизмов на другие небесные тела. Простой расчет: если в один прекрасный день мы обнаружим (например, на том же Марсе) простые внеземные формы жизни, мы должны быть уверены, что они не прибыли «зайцами» с Земли.

Защитные меры, призванные не допустить биологического загрязнения планет, лун, астероидов и комет земными формами жизни при межпланетных миссиях, называются «planetary protection» — «планетарная защита».

Вопрос о том, возникла ли жизнь где-либо еще за пределами Земли, является одним из центральных при исследовании соседних планет. Основные кандидаты — Марс и Европа, спутник Юпитера. Микробиологи принимают непосредственное участие в поисках ответов на эти вопросы. Они должны выяснить, как ведут себя микроорганизмы в экстремальных и внеземных условиях.

Из-за долгого пребывания людей в космическом корабле или на орбитальной станции появляется своя микрофлора, состоящая из привезенных с Земли микробов. Она может оказывать прямое воздействие на здоровье космонавтов. Поэтому необходимо разработать меры гигиены и деконтаминации.

Что особенно интересно: в невесомости обмен веществ изменяется не только у людей, но и у бактерий. В условиях пребывания в космосе бактерия Salmonella typhimurium ведет себя иначе, более агрессивно по отношению к мышам. Измененная вирулентность и ослабленный невесомостью человеческий иммунитет — не лучшая комбинация. Могут ли безвредные на земле микробы представлять угрозу для жизни космонавтов?

На орбитальной станции космонавт вынужден находиться в ограниченном пространстве с множеством микробов. Причем долгое время. Пилотируемый полет на Марс, например, продлится два года: 250 дней займет полет туда, год экипаж будет жить на красной планете, и затем еще 250 дней лететь обратно.

В целом ряде исследований было показано, что советская пилотируемая орбитальная станция «Мир» была густо заселена микроорганизмами — бактериями и плесневыми грибами. Станция обращалась вокруг Земли с 1986 по 2001 год и была затоплена в океане по причине устаревшего оборудования.

Публикации, основывающиеся на исследованиях бактериальных культур орбитальной станции, сообщают о более чем 100 различных видах микробов. Среди них есть и потенциально патогенные виды, и такие, которые могут за счет образования биопленки привести к коррозии и разрушению материалов, например плесневые грибы.