Ученые воспроизвели условия Европы в лаборатории для поиска признаков внеземной жизни

Коллектив астробиологов, микробиологов и химиков разработал экспериментальную модель подлёдной среды спутника Юпитера — Европы. Результаты работы указывают на то, что такие водоёмы способны поддерживать не только отдельные формы жизни, но и слаженные экосистемы, в которых ключевую роль играют вирусы. Учёные также выделили специфические биомаркеры — химические индикаторы, которые позволят будущим межпланетным станциям безошибочно выявлять следы биологической активности.

Сегодня Европа по праву считается приоритетной целью в поисках внеземной жизни. Данные миссии Galileo и наблюдения телескопа «Хаббл» подтверждают наличие глобального океана под мощным ледяным щитом, а также указывают на сложную химическую динамику и выбросы вещества, которые могли бы стать источником энергии для живых организмов.

В отличие от большинства предыдущих изысканий, сфокусированных на глубинных океанских слоях и гидротермальных источниках, новая работа акцентирует внимание на компактных водных линзах, залегающих ближе к поверхности льда. Такие объекты представляют особый интерес, поскольку они более доступны для потенциальных посадочных модулей.

Для проверки жизнеспособности этой гипотезы была создана лабораторная установка, имитирующая физико-химические условия озёр Европы: высокую солёность, повышенную кислотность, низкие температуры (около 1–2 °C) и постоянную подпитку серо- и железосодержащими соединениями, характерными для геологии спутника.

Фундаментальной особенностью эксперимента стало моделирование полноценного биоценоза. Учёные поместили в камеру экстремофильную архею Sulfolobus acidocaldarius вместе с вирусом STIV. Исследователи убеждены: именно вирусы выступают важнейшими регуляторами в замкнутых инопланетных сообществах.

В ходе эксперимента микроорганизмы не только успешно адаптировались к экстремальной среде, но и начали формировать плотные биоплёнки, извлекая энергию из неорганических соединений серы и железа, что обеспечило стабильный рост популяции в течение длительного периода.

Не менее показательным оказался вклад вируса. Он не только продолжал эффективно реплицироваться, но и запустил механизм, известный как «вирусный шунт». Разрушая заражённые клетки, вирус возвращает в среду питательные элементы, делая их доступными для других организмов. Фактически, вирусы выполняют роль катализатора круговорота веществ, предотвращая истощение ресурсов в изолированной экосистеме.

Это исследование стало одним из первых, где вирусы рассматриваются как неотъемлемый компонент внеземной биосферы, а не как второстепенный фактор.

Особое внимание авторы уделили детекции биомаркеров. В качестве наиболее перспективного индикатора была выбрана биогенная сера. Она обладает уникальным спектральным профилем, который можно зафиксировать методом Рамановской спектроскопии, что отличает её от серы, образовавшейся в результате абиотических процессов.

Дополнительными маркерами жизни могут служить специфические вирусные белки и сульфидные отложения железа. По мнению исследователей, совокупность этих признаков формирует надёжный «отпечаток жизни», который крайне трудно объяснить исключительно небиологическими причинами.

Данные открытия имеют огромное значение для будущих космических миссий, включая Europa Clipper. Учёные предоставили своего рода «дорожную карту» с перечнем химических и биологических сигнатур, которые следует искать в пробах льда и выбросах с поверхности.

Итоги работы доказывают: даже в суровых условиях подлёдных водоёмов могут существовать саморегулирующиеся экосистемы, где симбиоз микробов и вирусов обеспечивает непрерывный метаболический цикл. Это открытие значительно расширяет диапазон наших представлений о том, где именно стоит искать следы внеземной жизни и как они могут проявляться.

Источник: iXBT