Badacze z Poznania zidentyfikowali sinice, które potrafią
przetrwać w stężeniach nadchloranów porównywalnych, a nawet wyższych niż
te notowane na Marsie. Dotychczas te związki chemiczne uważano za jedną
z ważniejszych przeszkód dla przetrwania życia w regolicie pokrywającym
Czerwoną Planetę.
Wyniki przeprowadzonych badań
opublikowane zostały na łamach prestiżowego czasopisma „Astrobiology”
(https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2021.0100).
Sinice
to powszechnie występujące bakterie zdolne do fotosyntezy. Wiele
gatunków zasiedla ekstremalne ekosystemy, np. źródła termiczne, popioły
wulkaniczne czy pustynie. Zawdzięczają to m.in. dużej oporności na
wahania pH, skrajne temperatury, promieniowanie UV, zasolenie czy suszę.
Z
tego powodu sinice od dawna pozostają w kręgu organizmów potencjalnie
przydatnych do badań astrobiologicznych. Potrafiły one też przetrwać
przez wiele miesięcy w warunkach próżni kosmicznej, na niskiej orbicie
ziemskiej. Według badaczy byłyby też przydatne w planach załogowych
misji na Marsa i zakładaniu pierwszych stałych baz na tej planecie.
„Sinice
są relatywnie łatwe w hodowli. Produkują niezbędny dla większości
organizmów, również ludzi, tlen na drodze fotosyntezy, a wybrane gatunki
są do tego zdolne także przy bardzo słabym naświetleniu. Poza tym,
niektóre sinice potrafią przyswajać azot atmosferyczny. Zwiększają w ten
sposób żyzność środowiska, w którym żyją, z korzyścią dla innych
organizmów. Poza tym sinice można wykorzystywać jako nawóz. Niektóre są
też jadalne, mogą więc służyć jako źródło pożywienia. Dużo uwagi
poświęca się również pozyskiwaniu biopaliw z hodowli sinic” – wymienia
dr hab. Piotr Rzymski z Zakładu Medycyny Środowiskowej Uniwersytetu
Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu w przesłanym PAP
komunikacie.
Przeszkodą w wykorzystaniu różnych organizmów na
Marsie, nawet tych zdolnych tolerować wiele z jego mało przyjaznych
warunków, są nadchlorany.
„To wysoce reaktywne, świetnie
rozpuszczające się w wodzie, sole i estry kwasu nadchlorowego. Pomiary
wykonane przez łazik Curiosity wykazały, że ich przeciętnie stężenie w
regolicie marsjańskim wynosi około 0,6 proc. Dla porównania, na Ziemi
najwyższe notowane stężenia w glebie nie przekraczają 0,00025 proc.
Wiele bakterii narażonych na wysokie stężenia nadchloranów ginie w ciągu
kilku sekund. Chcąc myśleć o jakimkolwiek zastosowaniu sinic na Marsie
trzeba było więc sprawdzić, czy są one w ogóle w stanie znieść obecność
tych związków chemicznych” - wyjaśnia, cytowany w komunikacie, dr hab.
Łukasz Kaczmarek z Zakładu Taksonomii i Ekologii Zwierząt UAM.
W
tym celu poznańscy naukowcy przeprowadzili wiele eksperymentów na
sinicach, które hodowano w różnych stężeniach nadchloranów.
„Wykorzystaliśmy 17 szczepów sinic, wyizolowanych z kilku typów
środowisk tj. wód słodkich, jaskiń, pustyń, kamieni, solanek, błota
termalnego” – opisuje dr Kaczmarek.
Jak poinformowali badacze,
choć obecność nadchloranów w środowisku powodowała przynajmniej
częściowe ograniczenie wzrostu każdego z badanych szczepów sinic, to
pięć z nich zachowało zdolność namnażania się, pomimo stężeń
nadchloranów sięgających 1 proc. Kolejne dwa zachowywały zdolność
wzrostu w stężeniu do 0,5 proc.
„W najlepszym wypadku
spodziewaliśmy się przeżycia w najniższym badanym stężeniu, czyli 0,25
proc. To było niesamowite zobaczyć zazielenione butelki z sinicami po
dwóch tygodniach eksperymentu. Sinice badam od 10 lat i, jakkolwiek
dziwnie to zabrzmi, byłem z nich dumny, że tak dobrze sobie poradziły” –
relacjonuje dr Rzymski.
Naukowcy stwierdzili przy tym, że
obecność nadchloranów w środowisku prowadzi do stresu oksydacyjnego u
sinic. W efekcie dochodzi do niekorzystnego zjawiska peroksydacji
lipidów, procesu uszkadzającego integralność błon komórkowych. Jak
wskazano w komunikacie, sinice o wysokim stopniu tolerancji wobec
nadchloranów cechowały się mniejszym stopniem utlenienia lipidów.
Świadczy to o sprawnie działających mechanizmach ochronnych przed
wolnymi rodnikami.
„Oporne na nadchlorany szczepy sinic na
Ziemi związane są z solankami, powierzchniami kamieni i innymi
siedliskami narażonymi na promieniowanie słoneczne i suszę. Takie
warunki sprzyjają zjawisku stresu oksydacyjnego. Nic więc dziwnego, że
potrafiły sobie z nim radzić. Stwierdziliśmy też, że w ich komórkach
zmieniał się stosunek barwników, na korzyść karotenoidów. A już
wcześniej udowodniono, że wysoki poziom tych pigmentów zabezpiecza
sinice przed działaniem czynników powodujących stres oksydacyjny” –
podkreśla dr Rzymski.
Naukowcy będą kontynuować swoje badania.
Chcą teraz sprawdzić, czy niektóre z sinic posiadają enzymy
unieszkodliwiające nadchlorany. Będą również testować oporność na ich
działanie różnych innych organizmów ekstremofilnych.
„Sinice to producenci. W planach mamy zbadanie też konsumentów, czyli drobnych bezkręgowców mogących żerować bezpośrednio na sinicach lub na innych organizmach żywiących się pierwotnie sinicami właśnie. Dzięki temu będziemy w stanie potencjalnie stworzyć funkcjonujący mikro-ekosystem zdolny przetrwać na Czerwonej Planecie. Do tego jednak potrzebne są dalsze badania, nie tylko nad nowymi grupami organizmów, ale także uwzględniające inne niekorzystne czynniki siedliskowe występujące na Marsie ” – podsumowuje dr Kaczmarek.
Energetyka, OZE
Gospodarka odpadami, Recykling
Ekologia, Ochrona środowiska
E-transport, E-logistyka, E-mobilność
EkoDom, EkoBudownictwo
EkoRolnictwo, BioŻywność
Prawo, Administracja, Konsulting
Eksperci z PAN: to człowiek poprzez emisję gazów cieplarnianych spowodował globalne ocieplenie
W Warszawie posadzono pierwszy mikrolas
Minister klimatu: narada o lasach zdecyduje o formie przedłużenia leśnego moratorium
Rusza nowy program grantowy dla projektów proekologicznych
Mikołaj Dorożała: objęcie 20 proc. lasów ochroną to kwestia miesięcy, a nie lat
Zagrożenie powodziowe w zamieszkałej przez 127 mln ludzi prowincji Guangdong
Ropa brent | 83,76 $ | baryłka | 1,33% | 11:11 |
Cyna | 23110,00 $ | tona | 0,64% | 29 lis |
Cynk | 2507,00 $ | tona | -0,87% | 29 lis |
Aluminium | 2177,00 $ | tona | 0,60% | 29 lis |
Pallad | 1021,53 $ | uncja | -1,54% | 11:10 |
Platyna | 936,30 $ | uncja | -0,31% | 11:11 |
Srebro | 25,06 $ | uncja | 0,08% | 11:11 |
Złoto | 2038,40 $ | uncja | -0,33% | 11:11 |