Учёные представили результаты выращивания бактерий Serratia liquefaciens в условиях, имитирующих атмосферу Марса. Бактерии культивировали в течение 28 дней при давлении 7 мбар (около 0,007 атмосферы), температуре 0°C и в атмосфере, обогащённой углекислым газом, при отсутствии кислорода. Для сравнения, контрольную группу бактерий выращивали в земных условиях: при давлении 1013 мбар (1 атмосфера), температуре 30°C и стандартном соотношении азота и кислорода.

Serratia liquefaciens — бактерия, широко встречающаяся в почве, воде и на растениях, известная своей способностью выживать в холоде и бедных питательными веществами средах. Благодаря такой «стрессоустойчивости» её часто используют как модельный организм для изучения того, как микробы адаптируются к экстремальным условиям.

Анализ с помощью электронной микроскопии показал, что клетки бактерий, выращенные в земных условиях, имели однородную форму и размер, в среднем около 1,25 мкм в длину и 0,5 мкм в ширину. На поверхности 10–20% клеток наблюдались фимбрии – тонкие нитевидные структуры, помогающие бактериям прикрепляться к поверхностям.

Изображения показывают, как меняется толщина клеточной стенки у бактерии Serratia liquefaciens в разных условиях. (A) При лабораторном выращивании в обычных условиях в течение 24 часов средняя толщина стенки составляла около 29,4 мкм. (B) При выращивании в «марсианских условиях» в течение 28 дней стенки становились заметно тоньше — примерно 24,3 мкм. ?????Источник: Microorganisms, doi.org/10.3390/microorganisms13112466

Однако клетки, выращенные в условиях, имитирующих марсианские, демонстрировали существенные отклонения. Во-первых, концы клеток, находящиеся в процессе деления, были вздутыми и тупыми, а дистальные концы (противоположные от места деления) имели необычно узкие перетяжки. Во-вторых, процесс деления клеток был нарушен: плоскости деления часто располагались под нестандартными углами, что приводило к образованию дочерних клеток, ориентированных под прямым углом друг к другу. В-третьих, некоторые клетки не формировали плоскости деления, в результате чего образовывались длинные спиралевидные и деформированные клетки длиной до 6–8 мкм. Наконец, у бактерий, выращенных в марсианских условиях, отсутствовали фимбрии. Также было обнаружено, что клеточные стенки бактерий, выращенных в условиях низкого давления и температуры, были примерно на 17% тоньше, чем у бактерий, выращенных в стандартных лабораторных условиях.

Эти результаты имеют важное значение для астробиологии и поиска жизни за пределами Земли. Изменения в форме и структуре клеток S. liquefaciens под воздействием марсианских условий подчёркивают, что микроорганизмы могут адаптироваться к экстремальным условиям, но при этом их морфология может существенно меняться. Это необходимо учитывать при анализе образцов, полученных с других планет, чтобы не пропустить признаки жизни на основе «земных» представлений о том, как должны выглядеть микроорганизмы.

Полученные данные помогут разработать более точные критерии для поиска и идентификации внеземной жизни, учитывая возможные морфологические изменения микроорганизмов в экстремальных условиях.

Подробнее на iXBT