Investigadores de la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú han estudiado la resistencia de los microorganismos a la radiación gamma a temperaturas muy bajas. Los resultados han sido publicados en Extremófilos .

La temperatura media en Marte es de -63 ° C, pero en las zonas polares y de noche puede llegar a los -145 ° C. La presión atmosférica es mucho más baja que la de la Tierra entre 100 y 1000 veces, y el planeta experimenta una fuerte radiación ultravioleta e ionizante. Hasta ahora, nadie sabía hasta qué punto los microorganismos pueden resistir factores tan extremos. Descubriendo los límites los científicos pueden evaluar la supervivencia de microorganismos y biomarcadores en todo el sistema solar. Esta información será invaluable en la planificación de misiones espaciales astrobiológicas, cuando es importante elegir cuidadosamente los objetos y las regiones de investigación, así como desarrollar a fondo técnicas para la detección de vida.

En su artículo actual, los autores estudiaron la resistencia a la radiación de las comunidades microbianas en rocas sedimentarias del permafrost a baja temperatura y baja presión. Estas rocas sedimentarias se consideran un análogo terrestre del regolito, la superficie producida por la meteorización espacial. Los científicos asumen que la potencial biosfera marciana podría sobrevivir en un estado crioconservado, y que el principal factor que limita la vida útil celular es el daño por radiación. Al definir el límite de la resistencia a la radiación, los investigadores pueden estimar la capacidad de supervivencia de microorganismos en regolitos de varias profundidades.

"Hemos estudiado el impacto conjunto de varios factores físicos (radiación gamma, baja presión, baja temperatura) en las comunidades microbianas dentro del antiguo permafrost ártico. También estudiamos un objeto único creado por la naturaleza:el antiguo permafrost que no se ha derretido durante aproximadamente 2 millones de años. En una palabra, Hemos realizado un experimento de simulación que cubrió las condiciones de crioconservación en regolito marciano. También es importante que en este documento, Estudiamos el efecto de altas dosis (100 kGy) de radiación gamma sobre la vitalidad de los procariotas, mientras que en estudios anteriores nunca se encontraron procariotas vivos después de dosis superiores a 80 kGy ", dijo el coautor Vladimir S. Cheptsov, estudiante de posgrado en el Departamento de Biología del Suelo de Lomonosov MSU.

Mientras se simulan estos factores que influyen en los microorganismos, los investigadores utilizaron una cámara de clima constante original que mantiene baja temperatura y presión durante la irradiación gamma. Los autores también señalan que las comunidades microbianas naturales se utilizaron como objeto modelo, no cultivos puros de microorganismos.

Las comunidades microbianas mostraron una alta resistencia a las condiciones del entorno marciano simulado. Después de la irradiación, el recuento total de células procariotas y el número de células bacterianas metabólicamente activas permanecieron en el nivel de control, mientras que el número de bacterias cultivadas (aquellas que crecen en medios nutritivos) disminuyó 10 veces. El número de células metabólicamente activas de arqueas se triplicó. La disminución en el número de bacterias cultivadas probablemente se debió a un cambio en su estado fisiológico y no a la muerte.

Los científicos han detectado una biodiversidad bastante alta de bacterias en la muestra expuesta de permafrost, aunque la estructura de la comunidad microbiana experimentó cambios significativos después de la irradiación. En particular, poblaciones de actinobacterias del género Arthrobacter, que no se revelaron en las muestras de control, se volvió predominante en las comunidades bacterianas después de la simulación. Esto probablemente fue causado por la disminución de las poblaciones bacterianas dominantes, por lo que los investigadores pudieron detectar las actinobacterias del género Arthrobacter. Los autores también sugieren que estas bacterias son más resistentes a las condiciones simuladas. También hubo estudios que demostraron que estas bacterias tienen una resistencia bastante alta a la radiación ultravioleta, y su ADN está bien conservado en el antiguo permafrost durante millones de años.

"Los resultados del estudio indican la posibilidad de crioconservación prolongada de microorganismos viables en el regolito marciano. La intensidad de la radiación ionizante en la superficie de Marte es de 0.05-0.076 Gy / año y disminuye con la profundidad. Teniendo en cuenta la intensidad de radiación en el regolito de Marte, los datos obtenidos permiten suponer que hipotéticos ecosistemas de Marte podrían conservarse en estado anabiótico en la capa superficial del regolito (protegido de los rayos ultravioleta) durante al menos 1,3 millones de años, a una profundidad de dos metros durante no menos de 3,3 millones de años, ya una profundidad de cinco metros durante al menos 20 millones de años. Los datos obtenidos también se pueden aplicar para evaluar la posibilidad de detectar microorganismos viables en otros objetos del sistema solar y dentro de pequeños cuerpos en el espacio exterior. "agregó el científico.

Los autores tienen, por primera vez, demostró que los procariotas pueden sobrevivir a la irradiación con radiación ionizante en dosis superiores a 80 kGy. Los datos obtenidos indican tanto una posible subestimación de la resistencia a la radiación de las comunidades microbianas naturales como la necesidad de estudiar el efecto conjunto de un conjunto de factores extraterrestres y cósmicos sobre organismos vivos y biomoléculas en experimentos con modelos astrobiológicos.