Жизнь: границы выносливости

[Корецкий]

Открыть такую рубрику именно здесь представляется логичным, хотя бы, ради того, чтобы не пересекаться с более отвлеченно-теоретической дискуссией, проходящей в ряде смежных рубрик, касающихся, по большей части, общефилософских аспектов проблемы: «Единственные ли мы во Вселенной» и другие смежные темы. Между тем, на примере наших земных форм мы располагаем пока единственным фактическим материалом для каких бы то ни было умозаключений в данной области знаний, тяготеющей к почти неизбежной схоластичности. Не говоря уж о том, что все подсчеты орбитальных границ «зеленых зон» для экзопланет совершенно справедливо исходят из усредненных земных климатических предпосылок.
Приведу здесь несколько любопытных примеров, по возможности демонстрирующих границы выносливости представителей весьма разных, непохожих друг на друга представителей как животного, так и растительного мира. Моя статья про тихоходок, размещенная прежде в рубрике … здесь воспроизводится с небольшими сокращениями.

1.   Некоторые сухие споры и семена могут выносить температуру +120С/393К в продолжение многих часов.
2.   В листьях зимнезеленого растения Pyrola rotundifolia, вырабатывающего в качестве защиты глицерин, зимой не замерзала вода и при -32С.
3.   Низкорослая трава Cochlearia arctica неа берегах Ледовитого океана переносит длительные морозы до -46С.
4.   Споры мхов и лишайников в сухом состоянии после воздействия вакуума и погружения в жидкий гелий (1К!) восстанавливаются при перемещении их в благоприятную среду.
5.   При температурах, близких к 213К (-60С) императорские пингвины не только выживают, но и успешно высиживают яйца и выводят птенцов.
6.   Арктические лишайники живут при температурах, никогда не превышающих +5С/278К.
7.   Тихоходки.
Это небольшая группа мелких существ неясного систематического положения. Указывалось на их сходство с различными беспозвоночными: нематодами, коловратками, низшими ракообразными, личинками насекомых. Тихоходки образуют отдельный автономный класс, примыкающий, но не принадлежащий к типу членистоногих. От 0,1 до 1 мм длиной, они обитают в воде, чаще – в пресной, некоторые – в морской. «Пресноводные» живут в капельной влаге мхов и лишайников, вполне оправдывая свое название: 1-2 мм в мин. – их «крейсерская» скорость. Четыре пары коротких ног напоминают по форме кротовые лапы. Существа раздельнополы; самка откладывает яйца в сбрасываемую во время линьки «шкурку». Среди организмов аналогичного уровня сложности выносливость тихоходок не знает равных.
«Медвежата» (их старое название) способны переносить длительное высыхание, не теряя жизнеспособности до двух лет. Превратившиеся в бесформенные комочки, погруженные в капельку воды, они расправляются и оживают. Анабиотическое состояние делает их пугающе неуязвимыми. В течении нескольких часов они могут переносить как космический холод 3К (-270С), так и неземную жару 423К (+150С). Мало того, в чистом водороде тихоходки по нескольку месяцев не теряют жизнеспособность. При попадании в воду, сроки оживания высушенных «медвежат» колеблятся  от считанных часов до многих дней, в зависимости от «экстримности» предыдущих условий. Жизнь в эфемерных микроводоемах  обусловила способность тихоходок переносить высыхание. Экземпляр живой тихоходки был обнаружен на  глкбине 380 м. в  ледовой трещине Антарктики! А Японская Thermozodium esakii живет себе в горячих источниках при температуре 40С.
На моем плакатике:
1.   Самка откладывает яйца в сброшенную оболочку.
2.   5 самцов осаждают тихоходку.
3.   Яйца разных видов тихиходок.

[Пенелопа]

Уважаемый господин Корецкий, Вы здесь рассуждаете об отдельных видах,  но если рассматривать выживаемость на экзопланетах надо рассматривать замкнутые экосистемы.   
Откуда, например, берется еда для пингивна? Где берет начало пищевая цепочка  и при какой темпераутре может существовать и размножаться планктон или что-то другое?

[vika vorobyeva]

На Элементах появилась статья об эксперименте на европейском спутнике Фотон-М2:

http://elementy.ru/news/164961

В рамках этого эксперимента культуру земных лишайников поместили в условия открытого космического пространства сроком на 2 недели, под жесткий солнечный ультрафиолет, радиацию, перепады температур и прочие радости. По истечении этого срока лишайники вернули на Землю и исследовали. И выяснилось, что они перенесли эксперимент без видимого вреда для себя, сохранив способность к фотосинтезу и росту.
Я только не очень поняла, был ли контейнер с лишайниками разгерметизирован или нет (если да, то результаты эксперимента тянут на хорошую сенсацию!)

[Марина]

Кажется там вполне чётко написано был открыт. Подозревать в этом слове разгерметизирование можно поскольку ранее было написано "вынесен за пределы обшивки"
Но с журналистов взять нечего могут много чего наврать не разбираясь в сути вопроса.

Надо Громову показать он обрадуется.

[zenixt]

Корецкому. Удалил из этой темы какой-то бредовый якобы мой пост от 4.10.05г. Скорее всего кто-то из моих знакомых надо мной прикололся и текст предназначался для меня, а не для вас. Давайте забудем.
 Недавно по каналу "Культура" шла передача о зарождении жизни на Земле. В ней был сделан вывод, что жизнь возникла не в "тепличном певичном бульоне-океане", а в весьма экстремальных условиях, когда Земля подвергалась непрерывной бомбардировке астероидами, в зонах активной вулканической деятельности. Так что, судя по Марсу и Антарктиде, жизнь в целом плохо переносит низкие температуры, что, впрочем, может не помешать сохраниться на Марсе "спящим лишайникам".
 Я, например, уверен, что со временем жизнь найдут даже в недрах Луны.

[Корецкий]

zenix, спасибо: считайте - проехали Насчет Луны неоднократно читал забавную историю: одна из первых лунных экспедиций подобралась на лунном ровере к "благородным останкам" беспилотного модуля, предшествующего экспедициям, от которого в качестве доказательства был отпилен некий прибор. При осмотре на Земле выяснилось, что бактерии, оказавшиеся там вместе с чихом простуженного сотрудника благополучно завершили свой анабиоз и начали развиваться Существенно, что в приборе том тоже не было никакой герметичности - бактериям достался вакуум по полной программе... Извините, что без конкретики: из головы вылетела. Что-то об этой истории было и в Астронете...

[ximenous]

Я только не очень поняла, был ли контейнер с лишайниками разгерметизирован или нет

Во всяком случае, устройство контейнера позволяет произвести разгерметизацию.

Многоцелевая экспериментальная установка BIOPAN (БИОПАН) предназначена для проведения исследований в области космической биологии в ходе полетов космических аппаратов типа "Фотон", "Ресурс" и "Бион". Кроме того, эта установка может использоваться для изучения воздействия вакуума, космических лучей, солнечной радиации и атомарного кислорода на различные конструкционные материалы и электронные компоненты компьютерных систем.
    БИОПАН представляет из себя цилиндрический контейнер с крышкой, которая во время орбитального полета космического аппарата открывается и закрывается в соответствии с заложенной программой.
    Контейнер БИОПАН устанавливается на внешней поверхности спускаемого аппарата спутника. Поэтому для защиты от аэродинамического разогрева во время спуска на Землю контейнер сверху покрыт теплозащитой абляционного типа. Биологические и другие образцы устанавливаются внутри контейнера и на внутренней поверхности его крышки. При необходимости образцы могут подвергаться прямому воздействию окружающей космической среды (глубоким вакуумом и радиацией).

http://plesetzk.ru/index.php?p=inf035&d=doc/inf

PS. Спутник - не европейский. Российский.
   14.11.2005 5:27:23

[vika vorobyeva]

Друзья, я удивляюсь вашему безразличию. Прямой эксперимент показал, что не только споры примитивных бактерий, но и достаточно высокоорганизованные многоклеточные растения-симбионты могут длительное время находиться в условиях открытого космического пространства!
Это – сильный аргумент в пользу гипотезы панспермии и наличия жизни на Марсе. Фактически получается, что жизнь, самозародившись на одной из планет планетной системы, впоследствии может распространиться и на другие планеты (например, с метеоритами). Причем жизнь достаточно высокоорганизованная!
Вообще, интересно было бы проследить за теми же лишайниками, помещенными в смоделированные марсианские условия (состав атмосферы, давление, ультрафиолет и проч.)

[oxana]

Гипотеза панспермии очень привлекательна. Я где-то слышала такую мысль, что жизнь, если она однажды зародилась, уничтожить совсем очень сложно. Тому множество вышеприведенных примеров. Я также еще могу привести пример клещей, у который есть такое состояние, называемое гипопусом, сходное с анабиозом, в котором они могут находится в неблагоприятных условиях (отсутствие кислорода, пищи и наличие отрицательных температур, губительных для остальных насекомых) до 4-х месяцев. Вероятно, что на Марсе существуют какие-либо организмы, находящиеся в подобных состояниях.

[Shaman_ol]

Новость очень интересная,я когда на Элементах прочитал,тоже воспринял как сенсацию.Бактерии и лишайники это вещи мягко говоря очень разные,и если последние могут переносить без повреждения условия октрытого космоса,то это действительно сильный довод в гипотезу панспермии.Причём жизнь в этом случае может получить развитие на отдельной планете не из прибывших из космоса спор бактерий,а сразу из многоклеточных форм! 

[zenixt]

 Я не сторонник теории панспермии. Как бы не была вынослива жизнь, время ее существования в пассивном состоянии в неблагоприятных условиях ограничено временными рамками. Вот если бы были обнаружены организмы, которые активны в условиях вакуума и соответственно при очень низких температурах.
 Возможно на Венере зарождается жизнь. Масса воды на Венере всего в 700 раз меньше массы воды на Земле. Это означает, что если бы там тепература была как на Земле, океаны бы покрыли около 10% поверхности Венеры. Неплохо, правда?
 Бесспорно, что возникновению жизни предшествовала длительная - сотни миллионов лет эволюция химических соединений. Скорее всего первые живые организмы произошли от устойчивых конгломератов комплексных соединений. Для примера NH2CH2COOH - АМИНОУКСУСНАЯ кислота хорошо образует комплексные соединения(смотри "Общая химия", Н.Л. Глинка). Венерианские температуры комплексным соединениям не только не страшны, а напротив, полезны для их эволюции.
 Первичные органические молекулы(ОМ) образуют(из химии вы должны знать о комплексных соединениях) органические комплексные соединения(ОКС),  постепенно выживают наиболее устойчивые к внешним воздействиям ОКС,  появляются ОКС, присоединяющие к себе органические молекулы, растут, в результате чего теряют устойчивость и распадаются на первичное ОКС и другое комплексное соединение. В конце концов появляется ОКС, распадающееся на две одинаковые устойчивые ОКС. При недостатке простых ОМ более крупные ОКС начинают присоединять к себе более мелкие ОКС. И эти более крупные ОКС уже можно назвать фагами - прообразами микроорганизмов. Возможно подобные процессы идут в облачном слое Венеры. Они в конце концов приведут к связыванию углекислого газа, и атмосфера Венеры станет похожей на Земную.
 Это всего лишь гипотеза, по моему, неплохо объясняющая возникновение жизни.

[GOTA]

одна из первых лунных экспедиций подобралась на лунном ровере к ...

По-моему на лунном ровере катались только три последние экспедиции...

[ximenous]

Речь судя по-всему про Apollo-12 и Surveyer-3. Никакого ровера у Конрада и Бина конечно не было. А тема про обнаруженные бактерии обсуждалась здесь: http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=802&start=0 и
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=802&postdays=0&postorder=asc&start=15

[T101]

Существует мнение, что жизнь как правило самозарождается не на какой-то из планет системы, а имено в космических молекулярных облаках органического состава. Ну, если быть точным, не непосредственно жизнь, а "заготовка" для нее. Затем с метеоритами распространяется. В этом плане межзвездное пространство может быть повсеместно заполнено телами, создержащими нетривиальную органику (возможно что-то более сложное), при падении которых на подходящую планету через некоторый период времени зарождается жизнь. Это как бы частично решает ту проблему, что чтобы именно на Земле как таковой сама по себе зарадилась жизнь, просуммировав все вероятности, получили возраст слегка побольше (или около) возраста Вселенной. Если же когда-то и где-то в нескольких точках протожизнь зародилась и за вполне реальные промежутки распространилась на приличные расстояния и "опробовав" приличное число подходящих планет, можно как раз частично обойти "вероятностные" проблемы.

[AlAn]

Рекомендую прочитать книгу С. Доула "Планеты для людей" (HABITABLE PLANETS FOR MAN. S. H. DOLE) "НАУКА" Москва 1974г. Подробно рассмотрены все условия существования жизни, подобной земной. Пределы условий по составу атмосферы, освещенности, гравитации и т. п.

[Марина]

Вообще, интересно было бы проследить за теми же лишайниками, помещенными в смоделированные марсианские условия (состав атмосферы, давление, ультрафиолет и проч.)

Если кто подскажет как приготовить марсианскую атмосферу в домашних (земных) условиях. Может и проведу такой эксперимент.

[Cassini79]

В домашних условиях уж точно не получится...в лаборатории и то ещё надо потрудиться,чтоб воссоздать марсианские условия

[ximenous]

"Эксперт" от 21.11.2005

Лишайник в космосе

Как показали результаты недавнего эксперимента, проведенного учеными
Европейского космического агентства (ESA), образцы обычных лишайников,
многоклеточных растительных организмов-симбионтов, в изобилии представленных в
различных климатических регионах нашей планеты, способны в течение достаточно
длительного времени сохранять полную жизнеспособность во враждебных условиях
открытого космоса.
К этому интересному выводу специалисты ESA пришли после того, как в одной из
голландских научных лабораторий агентства было проанализировано содержимое
специального контейнера, доставленного со спутника Foton-M2, запущенного на
околоземную орбиту 31 мая 2005 года российской ракетой-носителем "Союз".
Обитатели контейнера Biopan, представители двух разных видов лишайника
Rhizocarpon geographicum и Xanthoria elegans, более двух недель подвергались
комбинированному воздействию жесткой космической радиации и солнечного
ультрафиолетового излучения, перепадам температуры и прочим радостям общения с
космическим вакуумом.
По прошествии контрольного срока на время обратного полета посадочного модуля
крышка контейнера Biopan была вновь закрыта для предотвращения контакта
лишайников с земной атмосферой. Как отметил один из научных руководителей
проекта Foton Рене Деметс, "к большому нашему удивлению, все проверенные на
Земле образцы растений оказались целыми и невредимыми и как ни в чем не бывало
продолжили осуществлять фотосинтез. В условиях открытого космоса они пребывали
в состоянии спячки, то есть их метаболические процессы были временно прерваны,
но после возврата к нормальной жизни их жизненная активность быстро
восстановилась, а структура ДHК оказалась совершенно не поврежденной".
Ученые ESA полагают, что удивительная нечувствительность лишайников к
космической радиации прежде всего объясняется уникальными особенностями
строения их организма: во-первых, они имеют плотную минеральную оболочку, а
во-вторых, благодаря многослойной структуре их внутренние клетки обладают
дополнительной защитой от нежелательных внешних воздействий.
Лишайники - это своего рода простейшие экосистемы, "кооперативные ассоциации"
миллионов клеток водорослей и грибов. Причем на эволюционной шкале они
находятся намного выше бактерий, считающихся эталонами выживаемости в
экстремальных условиях (то, что бактерии чрезвычайно устойчивы к космической
радиации, земные ученые установили в ходе аналогичных экспериментов еще в
начале 80-х годов прошлого века). Таким образом, у астробиологов - сторонников
популярной теории панспермии, гипотезы о возникновении органической жизни на
Земле в результате переноса неких ее зародышей из космического пространства,
например с других планет, теперь появился новый сильный аргумент в пользу своей
правоты: в компанию к бактериям добавились куда более "продвинутые" живые
организмы. Впрочем, делать далеко идущие выводы на основании итогов
двухнедельного тестирования лишайников в открытом космосе ученые пока не
торопятся, поскольку эти растения-симбионты пока еще не прошли проверки на
прочность при контакте с земной атмосферой, а именно этот промежуточный этап,
из осторожности опущенный организаторами эксперимента Biopan, крайне важен для
более надежной оценки их экстремальных способностей.

Тигран Оганесян

Так что открывалась крышечка-то

[Марина]

Я и не предлагаю всё смоделировать. В любом случае температуру ниже -18°С поддерживать не удасться, хотя на улице сейчас -20°С. Можно пока попроще: низкое давление, состав атмосферы (приблизительно), ультрафиолет. Придётся обойтись без радиации, а то сесть можно.

[Корецкий]

Я и не предлагаю всё смоделировать. В любом случае температуру ниже -18°С поддерживать не удасться, хотя на улице сейчас -20°С. Можно пока попроще: низкое давление, состав атмосферы (приблизительно), ультрафиолет. Придётся обойтись без радиации, а то сесть можно.

Если бы только "поддерживать"! А то ведь она - температура - должна колебаться за сутки минимум от -60 до -10, а давление как на высоте "земных" 20 км - в глубочайших марсианских низинах
Так что, при самой предельной старательности, в любительской лаборатории получится что-то вроде марсианского курорта, например, в зоне гипотетических пещерных(?) родников с насыщенным водно-соляным раствором Меньше всего проблем с углекислым газом