Кто выживет в открытом космосе: от тихоходок до тараканов
Оказавшись в космосе без скафандра, человек потеряет сознание уже через 15 секунд. Причины: резкое падение давления и нехватка кислорода. Но некоторые существа обладают поистине сверхъестественной способностью выживать там, где жизнь, кажется, невозможна.
Ученые называют их экстремофилами. Эти создания умеют приспосабливаться к условиям, которые любому другому живому организму покажутся адскими. Будь то запредельные температуры, смертельная радиация или чудовищное давление — экстремофилы, чаще всего микроскопические, просто не замечают этих угроз.
1. Тихоходки
Этих восьминогих микроживотных называют водяными медведями или моховыми поросятами. Тараканы, конечно, славятся своей живучестью, но тихоходки — бесспорные чемпионы по выживанию. Секрет их невероятной устойчивости кроется в способности впадать в состояние криптобиоза. При наступлении неблагоприятных условий, например, при полном высыхании или воздействии вакуума, тихоходка втягивает конечности, теряет почти всю воду и превращается в микроскопический бочонок — эту стадию называют «бочка». Метаболизм в этом состоянии практически останавливается.
В 2007 году российская миссия «ФОТОН-М3» отправила несколько тихоходок прямо в открытый космос. В течение десяти суток они находились под воздействием смертельного вакуума, космического холода и жесткого солнечного излучения. Условия эксперимента убили бы любое другое существо за доли секунды, но вернувшиеся на Землю тихоходки благополучно вернулись к активной жизни, а некоторые даже дали потомство.
Выживание этим существам обеспечивают особые белки и сахар трегалоза. Они защищают клеточные структуры и ДНК от разрушения при обезвоживании и радиации.
2. Брюхоресничные черви
Близкие родственники тихоходок, брюхоресничные черви, незаслуженно обделены вниманием широкой публики. Эти микроскопические существа похожи на крошечных пушистых червей и обладают не менее впечатляющими адаптационными способностями. Хотя этих существ в космос пока не отправляли, они прекрасные кандидаты для будущих миссий.
Брюхоресничные черви превосходно переносят полное высыхание и экстремально низкие температуры. В состоянии ангидробиоза (состояние, при котором организм практически полностью высыхает и останавливает жизненные процессы в ответ на экстремальное обезвоживание) они, подобно тихоходкам, могут существовать годами, дожидаясь возвращения воды. Кроме того, некоторые виды устойчивы к высоким уровням радиации.
Именно эта комбинация качеств позволяет ученым предполагать, что брюхоресничные черви могут пережить космическое путешествие. Правда, изучать их нужно быстро: в активном состоянии эти черви живут всего несколько дней.
3. Плодовые мушки
Эти мелкие двукрылые, известные как дрозофилы, стали настоящими пионерами космонавтики. 20 февраля 1947 года плодовые мушки отправились в суборбитальный полет на борту трофейной ракеты «Фау-2» и стали первыми живыми организмами, побывавшими за пределами атмосферы. Их путешествие в великую пустоту длилось недолго, но именно дрозофилы открыли дорогу в космос более крупным животным.
Сами взрослые мушки в открытом космосе не выживут, но их личинки и куколки проявляют удивительную устойчивость. Главная же причина, по которой дрозофил снова и снова отправляют на орбиту, — генетическая близость к человеку. Поскольку у плодовых мушек и людей значительная часть генов совпадает, на них удобно изучать влияние космической радиации и невесомости на иммунную систему, сердечно-сосудистую деятельность и возникновение мутаций. Эти крошечные существа стали незаменимой моделью для понимания того, как долгие полеты повлияют на организм человека.
4. Коловратки
Эти микроскопические пресноводные беспозвоночные — настоящие мастера выживания. Особенно выделяются бделлоидные коловратки, которые освоили уникальную стратегию защиты. Когда водоем пересыхает, они обезвоживаются и впадают в состояние анабиоза, позволяя ветру разносить себя по миру. Но главное чудо происходит после возвращения к жизни.
Коловратки способны восстанавливать свою ДНК даже после серьезных повреждений. Механизмы, репарирующие разрывы в молекулах при высыхании, отлично работают и против радиации. Кроме того, эти существа практикуют горизонтальный перенос генов: после высыхания они могут встраивать в свой геном ДНК бактерий и растений. До 10% генома коловраток имеет чужеродное происхождение, что помогает им противостоять паразитам и мутациям.
В июне 2021 года биологи совершили сенсационное открытие: они оживили несколько бделлоидных коловраток, пролежавших в вечной мерзлоте Сибири 24 000 лет.
5. Тараканы
Эти насекомые с тонким экзоскелетом славятся своей невероятной живучестью. В ходе экспериментов тараканы демонстрировали способность выживать в условиях частичного вакуума значительно дольше, чем другие насекомые. Обладают они и повышенной устойчивостью к радиации, хотя и не такой высокой, как у тихоходок.
Но главный рекорд принадлежит тараканихе по имени Надежда. В 2007 году на борту российского биоспутника «Фотон-М» она стала первым существом, которое произвело потомство в космосе, благополучно отложив яйца в невесомости. Эксперимент доказал, что даже сложные циклы размножения могут протекать за пределами Земли, а значит, тараканы способны не просто выживать, но и создавать новые поколения в космических условиях.
6. Артемии
Артемии — род ракообразных, взрослые особи вырастают до 15 мм в длину. Астронавты США брали их в полеты неоднократно: на «Биоспутнике-2», «Аполлоне-16» и «Аполлоне-17». Ученых интересовало, как космическая радиация повлияет на их организмы и, главное, на их яйца — цисты.
Цисты артемий находятся в состоянии диапаузы и обладают удивительной устойчивостью. Они выдерживают полное высыхание, перепады температур и значительные дозы облучения. Контрольная группа на Земле проходила через жесткие испытания: рачков раскручивали на центрифуге с перегрузкой до 7g и подвергали вибрации, имитирующей старт ракеты.
Вернувшиеся из космоса артемии выжили и дали потомство. Хотя большая часть эмбрионов внутри цист погибла от облучения, часть сохранилась, подтверждая, что в спящем состоянии эти рачки могут переносить космические путешествия.
7. Нематоды
Круглые черви нематоды, в частности вид Caenorhabditis elegans, часто используют в экспериментах благодаря простому строению и короткому жизненному циклу. В 2003 году шаттл «Колумбия» отправился в полет с контейнерами этих червей на борту.
Миссия закончилась трагедией: при возвращении на Землю шаттл разрушился, все астронавты погибли. Однако, когда исследователи разобрали обломки, они обнаружили, что алюминиевые контейнеры с нематодами уцелели, а сами черви выжили. Они выдержали и космическое излучение, и чудовищные перегрузки при падении, и резкое торможение об атмосферу.
Так Caenorhabditis elegans стал первым многоклеточным организмом, пережившим практически незащищенный вход в плотные слои атмосферы из космоса. Выживание обеспечила комбинация защитных свойств контейнера и природная устойчивость червей к стрессу.
По материалам a-z-animals.com.
