https://www.thermofisher.com/ru/ru/home/products-and-services/promotions/russia-promos.html?cid=PJT6312-WPR2373-russiapromos-FURL-0620-EU
Подписаться
Биомолекула

Стрельба тихоходками

Стрельба тихоходками

  • 269
  • 0,0
  • 0
  • 0
Добавить в избранное print
Новость

Кадр из фильма Star Trek

Рисунок в полном размере.

Тихоходки — сверхэкстремалы Земли, в честь которых называют оружейные магазины. Но смогут ли они сами пережить выстрел — загадка. Разобраться с этим решили британские ученые. Ответ оказался не столь очевидным.

Тихоходки, они же водяные медведи — это микроскопические беспозвоночные животные, способные выдерживать аномальные нагрузки: космический вакуум, периоды засухи, перепады высоких и низких температур, высокие дозы ионизирующего излучения или отсутствие пищи. Подробнее о них можно посмотреть в статье «Биомолекулы»: «Всесильные водяные медведи — в чем их секрет?», а изучению того, как тихоходки переносят одну из нагрузок, а именно — падение с высоты на большой скорости, и посвящена статья, вышедшая в журнале Astrobiology [1], [2].

Сама идея тестирования на устойчивость к падению на больших скоростях обязана израильской миссии Beresheet, состоявшейся в 2019 году. Тогда, к сожалению, в ходе приземления космический аппарат потерпел крушение; на его борту находились тихоходки. Что с ними сейчас — загадка для научного мира и большая возможность для рассуждений и исследований. Как раз об этом и говорит аспирант Лондонского университета Королевы Марии и первый автор статьи Александра Трапас: «Мне было интересно, выжили ли они [тихоходки]» [2].

Вместе со своим руководителем, ученым-планетологом Марком Берчеллом, они решили экспериментально выяснить, переживут ли тихоходки падение на Луну. Перед исследованием около двадцати тихоходок откормили свежим мхом, напоили минеральной водой. После перевели в неактивное состояние — состояние бочонка — заморозив их на 48 часов, тем самым снизив метаболизм до 0,1% от нормального. Это было необходимо для того, чтобы соблюсти этические требования в работе с живыми организмами. Затем они поместили тихоходок, находящихся в таком состоянии, в полую нейлоновую пулю, и выстрелили при помощи двухступенчатой легкой газовой пушки (рис. 1) с постепенным увеличением скорости выстрела. Данная пушка используется в физических экспериментах, и ее дульная скорость (проще говоря — скорость пули в момент, когда она проходит срез ствола и вылетает из дула) в разы превышает скорости любого современного пистолета. В ходе стрельбы в песчаные мишени, имитирующие поверхность планеты, ученые выяснили, что водяные медведи могут выдерживать удары о мишень со скоростью до 900 м/с (примерно 3000 км/ч) и ударное давление в 1,14 гигапаскалей (ГПа) [2]. Со слов Александры Трапас, «Выше этих скоростей — просто каша».

Двухступенчатая легкая газовая пушка

Рисунок 1. Двухступенчатая легкая газовая пушка 1,0 калибра.

Результаты этого эксперимента говорят о том, что тихоходки потерпевшей крушение миссии Beresheet вряд ли бы выжили. Считается, что скорость падения аппарата не превышает нескольких сотен метров в секунду, но ударное давление все же превышает 1,14 ГПа. Как сказала соавтор работы Александра Трапас: «Мы можем подтвердить, что они [тихоходки] не выжили».

Астробиолог из университета Эдинбурга, Чарльз Кокелл, считает, что это исследование ограничивает теорию панспермии, предполагающую, что некоторые живые организмы могут путешествовать на метеоритах через космическое пространство: «Эта статья показывает, что сложные многоклеточные живые организмы не могут быть легко перенесены. Другими словами, Земля — это биогеографический остров по отношению к ним. Они в ловушке, как нелетающая птица на острове».

Однако, не все ученые с ним согласны, в том числе и сами авторы обсуждаемой статьи. Они утверждают, что панспермия возможна, но при определенных условиях, ведь падение метеоритов на разных планетах происходит с разной скоростью. Для Земли эта скорость больше 11 км/с, на Марсе — больше 8 км/с. И да, эти скорости тихоходки выдержать не способны, но есть и метеориты, которые, например, движутся с меньшей скоростью и дают тихоходкам, которые на них гипотетически могут находиться, возможность выжить. Но тихоходки здесь, кстати, не занимают первое место в устойчивости — некоторые микроорганизмы могут пережить удары о поверхность на скоростях до 5000 м/с [3].

Можно было бы надеяться на то, что это исследование сможет пролить свет на способности обнаруживать жизнь на далеких спутниках, таких как Энцелад (спутник Сатурна) или Европа (спутник Юпитера) [4]. К сожалению, в ближайшем будущем мы это не проверим. NASA не планирует орбитальных миссий на эти спутники. Никто не будет рисковать многомиллиардными космическими аппаратами ради сомнительного эксперимента. Ведь ударная скорость прохода любого космического аппарата колоссальна, и ученым следует проявить творческий подход для решения этой проблемы.

Литература

  1. Всесильные водяные медведи — в чем их секрет?;
  2. Alejandra Traspas, Mark J. Burchell. (2021). Tardigrade Survival Limits in High-Speed Impacts—Implications for Panspermia and Collection of Samples from Plumes Emitted by Ice Worlds. Astrobiology;
  3. M. J. Burchell, N. R. G. Shrine, A. Bunch, J. C. Zarnecki. (2005). Exobiology: Laboratory tests of the impact related aspects of Panspermia. Impacts and the Early Earth. 1-26;
  4. J. Hunter Waite, Christopher R. Glein, Rebecca S. Perryman, Ben D. Teolis, Brian A. Magee, et. al.. (2017). Cassini finds molecular hydrogen in the Enceladus plume: Evidence for hydrothermal processes. Science. 356, 155-159.
https://www.dia-m.ru/news/programma-vebinarov-i-meropriyatiy-diaem/

Комментарии