Los Biólogos Revelan Cuánto Tiempo Pueden Vivir Los Microorganismos En Marte

Biólogos de MSU revelan cuánto tiempo pueden vivir los microorganismos en Marte

Investigadores de Lomonosov MSU, Facultad de Ciencias del Suelo, han estudiado la resistencia que tienen los microorganismos frente a la radiación gamma a muy bajas temperaturas. Crédito: YONHAP / EPA

Los científicos de la Universidad Estatal de Moscú Lomonosov revelan la resistencia que tienen los microorganismos contra la radiación gamma a temperaturas muy bajas.

Temperatura promedio en Marte es de -63 ° C, pero en áreas polares y por la noche puede ser tan bajo como -145 ° C. Hay una presión 100-1000 veces menor que en la Tierra, fuerte radiación ultravioleta e ionizante. Hasta ahora, nadie sabía hasta qué punto los microorganismos pueden resistir factores tan extremos. Al descubrir los límites, los científicos pueden evaluar la posibilidad de que sobrevivan microorganismos y biomarcadores en varios objetos dentro del Sistema Solar. Esta información será invaluable en la planificación de misiones espaciales astrobiológicas, cuando es importante elegir cuidadosamente los objetos y regiones de investigación, así como también desarrollar técnicas para la detección de vida.

En su artículo actual, los autores estudiaron la resistencia a la radiación de las comunidades microbianas en rocas sedimentarias de permafrost a baja temperatura y baja presión. Estas rocas sedimentarias se consideran un análogo terrestre del regolito, el suelo que queda después de la meteorización espacial. Los científicos asumen que la biosfera marciana potencial podría sobrevivir en un estado crioconservado y que el principal factor que limita su vida son las células que sufren daños por radiación. Al definir el límite de su resistencia a la radiación, se puede estimar la longitud de los microorganismos que sobreviven en el regolito de varias profundidades.

“Hemos estudiado el impacto conjunto de una serie de factores físicos (radiación gamma, baja presión, baja temperatura) en las comunidades microbianas dentro del antiguo permafrost ártico. También estudiamos un objeto único creado por la naturaleza: el antiguo permafrost que no se ha derretido durante aproximadamente dos millones de años. En pocas palabras, hemos realizado un experimento de simulación que cubrió bien las condiciones de crioconservación en el regolito marciano. También es importante que en este artículo estudiemos el efecto de dosis altas (100 kGy) de radiación gamma sobre la vitalidad de los procariotas, mientras que en estudios anteriores no se encontraron procariotas vivos después de dosis superiores a 80 kGy ”, dijo uno de los autores , Nos dijo Vladimir S. Cheptsov, un estudiante de posgrado en la Facultad de Ciencias del Suelo de Lomonosov MSU, Departamento de Biología del Suelo.

Al simular estos factores que influyen en los microorganismos, los investigadores utilizaron una cámara de clima constante original que permite mantener baja temperatura y presión durante la irradiación gamma. Los autores también señalan que se utilizaron comunidades microbianas naturales como objeto modelo, no cultivos puros de microorganismos.

Las comunidades microbianas estudiadas han mostrado una alta resistencia a las condiciones del entorno marciano simulado. Después de la irradiación, el recuento total de células procariotas y el número de células bacterianas metabólicamente activas se mantuvo en el nivel de control, mientras que el número de bacterias cultivadas (aquellas que crecen en medios nutritivos) disminuyó diez veces y el número de células metabólicamente activas de arqueas se triplicó. . La disminución en el número de bacterias cultivadas probablemente se debió a un cambio en su estado fisiológico y no a la muerte.

Los científicos han detectado una biodiversidad bastante alta de bacterias en la muestra expuesta de permafrost, aunque la estructura de la comunidad microbiana experimentó cambios significativos después de la irradiación. En particular, las poblaciones de actinobacterias del género Arthrobacter, que no se revelaron en las muestras de control, se volvieron predominantes en las comunidades bacterianas después de la simulación. Esto probablemente se debió a la disminución de las poblaciones bacterianas dominantes, por lo que los investigadores pudieron detectar las actinobacterias del género Arthrobacter. Los autores también sugieren que estas bacterias son más resistentes a las condiciones simuladas. También hubo estudios que demostraron que estas bacterias tienen una resistencia bastante alta a la radiación ultravioleta, y su ADN está bien conservado en el antiguo permafrost durante millones de años.

“Los resultados del estudio indican la posibilidad de una crioconservación prolongada de microorganismos viables en el regolito marciano. La intensidad de la radiación ionizante en la superficie de Marte es de 0.05-0.076 Gy / año y disminuye con la profundidad. Teniendo en cuenta la intensidad de la radiación en el regolito de Marte, los datos obtenidos por nosotros permiten suponer que hipotéticos ecosistemas de Marte podrían conservarse en estado anabiótico en la capa superficial del regolito (protegido de los rayos UV) durante al menos 1.3-2 millones de años, a una profundidad de dos metros durante no menos de 3,3 millones de años, y a una profundidad de cinco metros durante al menos 20 millones de años. Los datos obtenidos también se pueden aplicar para evaluar la posibilidad de detectar microorganismos viables en otros objetos del Sistema Solar y dentro de pequeños cuerpos en el espacio exterior ”, agregó el científico.

Los autores han demostrado por primera vez que los procariotas pueden sobrevivir a la irradiación con radiación ionizante en dosis superiores a 80 kGy. Los datos obtenidos indican tanto una posible subestimación de la resistencia a la radiación de las comunidades microbianas naturales como la necesidad de estudiar el efecto conjunto de un conjunto de factores extraterrestres y cósmicos sobre organismos vivos y biomoléculas en experimentos con modelos astrobiológicos.

Publicación: Vladimir S. Cheptsov, et al., “Comunidades microbianas afectadas por rayos gamma de 100 kGy dentro del antiguo permafrost ártico en condiciones marcianas simuladas”, Extremophiles, 2017; doi: 10.1007 / s00792-017-0966-7

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