В условиях экстремальных засух цианобактерии способны извлекать воду прямо из гипса — основной горной породы большинства пустынь на Земле. Согласно исследованию, результаты которого опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, эти микробы образуют колонии внутри гипса, выделяя органические кислоты и растворяя его. При этом они поглощают выделившуюся воду, а гипс переходит в безводную фазу ангидрита. Ученые предполагают, что новые данные помогут оценить возможность существования жизни на Марсе
Доступ к воде — обязательное условие жизни на нашей планете. Живые организмы имеют приспособления для ее эффективного поиска, тщательного извлечения и формирования внутренних запасов, но не могут адаптироваться к ее полному отсутствию. Именно поэтому вызывают большой интерес жизненные стратегии в жарких пустынях, где вода в любом ее виде практически отсутствует.
Атакама — одна из наиболее засушливых пустынь Земли, которая используется учеными как одна из тестовых систем для моделирования условий Марса и изучения возможности существования жизни на нем. В образцах почвы и горных пород Атакамы было обнаружено значительное разнообразие микроорганизмов: цианобактерии, актиномицеты, хлорофлексы и протеобактерии, однако механизмы, благодаря которым они способны извлекать воду из сухих пород, долгое время оставались неизвестными.
Вей Хуан (Wei Huang) из Калифорнийского университета в Риверсайде и его коллеги исследовали образцы гипсовой породы, отобранной в пустыне Атакама. С помощью компьютерной томографии они обнаружили эндолитические колонии цианобактерий внутри гипса.
В полевых условиях был отмечен переход части гипса (CaSO4 · 2H2O), окружавшего колонии, в его безводную форму — ангидрит (CaSO4). Ученые провели модельный эксперимент в лабораторных условиях, чтобы убедиться в причастности микроорганизмов к процессу выветривания и описать его механизм. Для этого они наблюдали за культивацией колоний цианобактерий на гипсовом субстрате в течение 30 дней, используя два вида условий — изоляцию от влаги и поступлением влаги из воздуха в помещении.
В сухих условиях культивации авторы исследования с помощью рамановской спектроскопии зафиксировали процессы растворения гипса кислыми выделениями цианобактерий с освобождением молекул воды и дальнейшей перекристаллизации гипса в ангидрит:
При этом в более влажных условиях такая трансформация не происходила: цианобактерии получали воду, необходимую для метаболизма, из воздуха. Это указывает на то, что ее извлечение из минералов является не основной жизненной стратегией для цианобактерий, а лишь адаптацией на случай экстремальных засух. Ученые надеются, что новые данные о приспособлениях микробов к жизни в пустыне помогут в изучении жизни на Марсе.
Ученые давно используют жизненные адаптации обитателей пустынь в практических целях: так, на основе знаний об ориентации пустынных муравьев в пространстве по количеству шагов и оптическому потоку (скорости движения поверхности относительно сетчатки того, кто перемещается) они разработали навигационную систему для роботов.
Марина Попова
Ученые проанализировали следы на 36 статуях
Китайские ученые проанализировали 79 отпечатков пальцев, хорошо сохранившихся на 36 терракотовых воинах из знаменитого мавзолея Цинь Шихуанди. Они обнаружили, что чуть меньше половины следов оставили взрослые мужчины, а все остальные отпечатки, по-видимому, принадлежали женщинам и подросткам или детям. Как сообщается в статье, опубликованной в Journal of Cultural Heritage, полученные данные опров…