Гъбичка, оцеляваща в условия, имитиращи Марс, променя астробиологията и целите на мисиите до Червената планета

Екип от изследователи в Бразилия установява, че гъбичката Rhinocladiella similis, известна със своята устойчивост към екстремни условия, е оцеляла в експеримент, имитиращ марсианска среда. Дори при максимална доза ултравиолетово лъчение (0,4 кДж/м²) и висока концентрация на магнезиев перхлорат (750 mmol/l) — ключов компонент на марсианската почва — 80% от клетките на гъбичката остават жизнеспособни. За сравнение, при друг изследван организъм — Exophiala sp., преживяемостта в същите условия спада до 50%.

Под въздействието на солите и UV-лъчите R. similis променя своята форма: вместо обичайните нишковидни структури (хифи), започва да се размножава чрез отделни дрождеподобни клетки. Това му помага да пести ресурси в стресова среда. Освен това, гъбичката интензивно произвежда меланин — тъмен пигмент, който защитава клетките от увреждания, причинени от ултравиолетово лъчение и химикали. Благодарение на това средата, в която расте гъбичката, става почти черна.

Учените анализират протеините на R. similis и откриват, че в екстремни условия тя напълно преструктурира своя метаболизъм. Активността на енергийните системи намалява с 60%. Вместо това, гъбичката увеличава 2,3 пъти производството на ензима лакказа, свързан със синтеза на меланин, и активира протеини, които неутрализират токсини и стабилизират структурата на други протеини. Това означава, че организмът преминава в режим на оцеляване и добива енергия чрез ферментация, а не чрез дишане, насочвайки усилията си към защита от отровни съединения.

Чрез масспектрометрия учените откриват уникални молекули, които гъбичката произвежда в отговор на стрес. Сред тях са L-фенилаланил-L-пролин, 5-оксопиролидин-2-карбонил-L-изолевцин, деканоиларгинин и пептиди, които вероятно се свързват с излишния магнезий в почвата. Тези вещества могат да служат като "улики" за бъдещи мисии на Марс — ако бъдат открити в почвени проби, това може да означава наличие на живот, адаптиран към подобни сурови условия.

Изследването също показва, че използването на магнезиев перхлорат (вместо натриев) е от съществено значение за точността на експериментите, тъй като магнезиевите соли преобладават в реалната марсианска почва.

Откритието е важно както за изследванията на Космоса, така и за земните технологии. За търсенето на живот на Марс то показва, че високата соленост и UV-лъчите не са абсолютна пречка — следователно трябва да се обърне внимание на тъмните участъци от почвата, където може да се натрупва защитен меланин. За Земята — механизмите, които гъбичката използва за неутрализация на токсини, могат да се приложат в биоремедиация, например за пречистване на засолени селскостопански земи или промишлени отпадни води, замърсени с тежки метали.

Следващите стъпки на учените включват изучаване на промените в генната активност на гъбичката (транскриптомика) и проверка дали откритите биомаркери се запазват в фосилизирани останки. Това ще помогне за по-прецизно калибриране на апаратурата за търсене на живот в Космоса.