Вопрос о том, уникальна ли Земля в своём праве на жизнь, волнует человечество тысячелетиями
В последние годы учёные обратили внимание на планеты, похожие на Землю, в других солнечных системах. Однако многие из них вращаются вокруг звёзд, которые излучают гораздо более сильное солнечное излучение, чем наше Солнце. Новое исследование предлагает доказательства того, что жизнь, какой мы её знаем, может процветать на этих экзопланетах.
Опубликовано в [Astrobiology](https://doi.org/10.1089/ast.2024.0137), новое исследование показало, что лишайник, найденный в пустыне Мохаве, выжил в течение трёх месяцев при уровнях [солнечного излучения](https://phys.org/tags/solar+radiation/), ранее считавшихся смертельными.
Обычный лишайник Clavascidium lacinulatum был повреждён, но смог восстановиться и размножиться. Результаты показывают, что фотосинтетическая жизнь может существовать на планетах, подверженных интенсивному солнечному излучению.
Генри Сан, доцент кафедры микробиологии в DRI и один из ведущих авторов исследования, сказал: «Меня заинтересовало одно любопытное наблюдение».
«Я просто гулял по пустыне и заметил, что растущие там лишайники не зелёные, а чёрные. Они фотосинтезируют и содержат хлорофилл, поэтому можно было бы подумать, что они будут зелёными. Поэтому я задался вопросом: „Какой пигмент они используют?“ И этим пигментом оказался лучший в мире солнцезащитный крем».
Жизнь на Земле эволюционировала, чтобы противостоять солнечному излучению, известному как лучи UVA и UVB, которые охватывают более длинные волны ультрафиолетового излучения. Лучи UVC представляют собой более короткие и разрушительные волны; они фильтруются атмосферой Земли и поэтому не достигают поверхности.
Учёные задавались вопросом, могут ли многие из обнаруженных в последнее время планет, похожих на Землю, поддерживать жизнь. Многие из этих планет вращаются вокруг звёзд, известных как M и F звёзды, которые излучают интенсивное UVC излучение, особенно во время солнечных вспышек.
«После запуска космического телескопа Джеймса Уэбба, который может видеть чрезвычайно далеко в космос, интерес сместился с поиска жизни на Марсе на эти экзопланеты», — сказал Сан. «Мы говорим о планетах, на которых есть жидкая вода и атмосфера».
Сан и его аспирант в то время, Теджиндер Сингх, собрали лишайник из пустыни Мохаве недалеко от своих домов в Лас-Вегасе. Затем они поместили его рядом с UVC лампой в контролируемых лабораторных условиях на три месяца подряд. Примечательно, что половина клеток водорослей в лишайнике оставалась жизнеспособной и размножалась при регидратации.
«Чтобы микроорганизм мог сохраниться на планете, он должен существовать дольше одного дня», — сказал Сан. «Поэтому наш эксперимент должен был быть достаточно продолжительным, чтобы иметь экологическое значение. Мы также хотели выйти за рамки просто активности и продемонстрировать жизнеспособность».
Чтобы исследовать, как это возможно с химической точки зрения, Сан объединился с химиками из Университета Невады в Рено. Они провели два эксперимента, которые продемонстрировали, как лишайниковые кислоты являются эквивалентом добавок, используемых для придания пластмассам устойчивости к ультрафиолетовому излучению.
Они исследовали [защитный слой](https://phys.org/tags/protective+layer/) лишайника, разрезав его поперёк, и обнаружили, что верхний слой был более тёмным, как загар у человека. Лишайник состоит из водорослей или цианобактерий, живущих в симбиозе с грибами; когда клетки водорослей были отделены от грибов и защитного слоя, воздействие того же UVC излучения убивало клетки менее чем за минуту.
Открытие того, что лишайник эволюционировал с таким защитным слоем от UVC излучения, было удивительным, сказал Сан, потому что это не было необходимо для их выживания. Атмосфера Земли уже фильтровала UVC лучи к тому времени, когда появился лишайник, так что защита — это просто бонус благодаря их замечательной защите от UVA и UVB излучения.
Чтобы проверить защиту лишайника в различных атмосферных условиях, исследователи поместили его в бескислородную камеру с UVC светом и обнаружили, что радиационное повреждение было дополнительно снижено.
«Мы пришли к выводу, что верхний слой лишайника — кожа толщиной менее миллиметра, если хотите — гарантирует, что все клетки под ним защищены от излучения», — сказал Сан. «Этот слой действует как фотостабилизатор и даже защищает клетки от вредных химических реакций, вызванных излучением, включая реактивный кислород».
Исследование предлагает доказательства того, что планеты за пределами Земли и за пределами нашей солнечной системы могут быть пригодны для жизни. «Они могут быть кишащими колониальными микроорганизмами, которые, как и лишайники в пустыне Мохаве, „загорелы“ и практически невосприимчивы к стрессу UVC», — пишут исследователи.
«Эта работа раскрывает необычайное упорство жизни даже в самых суровых условиях, напоминая нам, что жизнь, однажды зародившись, стремится выжить», — сказал Теджиндер Сингх, который руководил исследованием вместе с Саном и сейчас работает в Центре космических полётов имени Годдарда НАСА.
«Изучая эти пределы, мы приближаемся к пониманию того, где жизнь может быть возможна за пределами этой планеты, которую мы называем домом».
Предоставлено [Desert Research Institute](https://phys.org/partners/desert-research-institute/)