Жизнь для Марса

[AlexAV]

Наверное, к высоким дозам ультрафиолета адаптироваться очень сложно.

Так ведь можно и не приспосабливаться. Организмы-эндолиты от воздействия УФ достаточно хорошо защищены (многие минералы имеют куда лучшую прозрачность для видимого света, чем для УФ, а уж для всего, что лежит в коротковолновую сторону от края фундаментального поглощения даже тонкий слой минерала вообще непреодолим).

[Golossvyshe]

На Земле, напомню, жизнь вышла на поверхность только после накопления в атмосфере некоторого минимального уровня кислорода, а значит и возникновения озонового слоя. Наверное, к высоким дозам ультрафиолета адаптироваться очень сложно.

Адаптироваться к жёсткому ультрафиолету микробам невозможно. Как к огню.

Крупные организмы могут защититься разными приспособлениями/экранами - шерсть, роговой слой, хитин и т. п.

[AlexAV]

Адаптироваться к жёсткому ультрафиолету микробам невозможно. Как к огню.

Для микроорганизмов адаптироваться очень сложно, а вот спрятаться - вполне. В пустынных местностях и сухих долинах Антарктиды встречаются колонии цианобактерий под кусочками прозрачных минералов, или под слоем пористой породы (т.е. внутри камней, чаще песчаников). Такие ниши обеспечивают хорошую защиту от ультрафиолета.

Т.е. приблизительно так:


 

[Stalk.er]

В принципе мысль вполне здравая и обоснованная. Чтобы эксперимент прошёл более успешно, необходимо создать зоны с постепенным переходом от тепличных к жёстким, и исследованием степени приспособляемости в каждой зоне.
Например организовать в центральной зоне парник - гектар застелить плёнкой от ультро-фиолета, накачать под плёнку немного большее давление. создать условия, при которых по расчётам эти лишайники гарантированно выживают и эволюционируют в лаборатории. В следующих областях плёнка уже тоньше и давление ниже, а за ней - области посева под открытым небом. И определить границу, где ещё лишайники живут, а где уже всё.
 Только наблюдать придётся долго,очень долго. Лишайники очень медленно растут, а эволюционируют ещё медленнее.

[AlexAV]

В принципе мысль вполне здравая и обоснованная. Чтобы эксперимент прошёл более успешно, необходимо создать зоны с постепенным переходом от тепличных к жёстким, и исследованием степени приспособляемости в каждой зоне.

Отчасти об этом и речь. Текущие эксперименты строятся по схеме нашли организм в природе - поместили в камеру с марсианскими условиями - наблюдаем, что с ним происходит. Однако ведь на земле полных аналогов марсианских условий нет, так от чего мы считаем, что организм изначально эволюционировавший (и адаптированный) совсем к другим условиям может показать пределы адаптации жизни вообще? Здесь скорее удивительно, что на земле  вообще есть биологические формы способные вести в марсианских атмосферных и климатических условиях какую-то активную жизнедеятельность. Вот если подвергнуть их культуру более-менее длительному воздействию среды с условиями приближающимися к интересующим, когда в каждый момент времени факторы среды её не убивают, а только угнетают рост (т.е. создают условия для направленного отбора), то к этому пределу можно приблизиться куда ближе (как близко зависит только от времени такого воздействия).

Благо ряд организмов вполне удовлетворительно могут адаптироваться к большей части факторов среды Марса, т.е. стартовые условия удовлетворяющие критерию "угнетают, но не убивают" не так уж далеки от конечных целевых (т.е. от условий реального Марса).

[Klapaucius]

На Земле, напомню, жизнь вышла на поверхность только после накопления в атмосфере некоторого минимального уровня кислорода, а значит и возникновения озонового слоя. Наверное, к высоким дозам ультрафиолета адаптироваться очень сложно.

Вряд ли эти два момента связаны. Озоновый слой - он сейчас такой, а тогда парциальное давление кислорода было в десятки раз меньше, и значит озоновый слой тоже. К тому же всякие вспышки на Солнце, сверхновых, и просто гипотетическе "переполюсовки" приводили, пусть и ненадолго, к резкому увеличению ультрафиолета. Ну и попутно к исчезновению озонового слоя (хотя это уже неважно).

Однако стоит заметить, что первыми на сушу вышли не земноводные, и не членистоногие. А одноклеточные бактерии, создавшие почву. Ну и всякие червяки наверное. Им ультрафиолет и вообще свет побоку, главное чтобы небольшая корка сверху была (скорее всего миллиметры). Главное чтобы были океаны (а они всегда были, разве что иногда сверху заморожены - но тогда и суша тем более). Есть океаны - есть дожди, и реки. Влага. Без почвенных бактерий - скалы и камни, песок быстро смывало (кроме мест вроде нынешней Сахары). Потом благодаря бактериям и более сложным организмам (останков которых практически не могло сохраниться) появилась почва (с засохшей корочкой сверху, если ультрафиолет так уж губителен). И лишь потом открытие Колумбом Америки с индейцами и исчезнувшими колониями викингов выход первых известных существ на сушу.

[Golossvyshe]

На Земле, напомню, жизнь вышла на поверхность только после накопления в атмосфере некоторого минимального уровня кислорода, а значит и возникновения озонового слоя. Наверное, к высоким дозам ультрафиолета адаптироваться очень сложно.

Вряд ли эти два момента связаны. Озоновый слой - он сейчас такой, а тогда парциальное давление кислорода было в десятки раз меньше, и значит озоновый слой тоже. К тому же всякие вспышки на Солнце, сверхновых, и просто гипотетическе "переполюсовки" приводили, пусть и ненадолго, к резкому увеличению ультрафиолета. Ну и попутно к исчезновению озонового слоя (хотя это уже неважно).

Однако стоит заметить, что первыми на сушу вышли не земноводные, и не членистоногие. А одноклеточные бактерии, создавшие почву. Ну и всякие червяки наверное. Им ультрафиолет и вообще свет побоку, главное чтобы небольшая корка сверху была (скорее всего миллиметры). Главное чтобы были океаны (а они всегда были, разве что иногда сверху заморожены - но тогда и суша тем более). Есть океаны - есть дожди, и реки. Влага. Без почвенных бактерий - скалы и камни, песок быстро смывало (кроме мест вроде нынешней Сахары). Потом благодаря бактериям и более сложным организмам (останков которых практически не могло сохраниться) появилась почва (с засохшей корочкой сверху, если ультрафиолет так уж губителен). И лишь потом открытие Колумбом Америки с индейцами и исчезнувшими колониями викингов выход первых известных существ на сушу.

Нет.
Жизнь вышла на сушу именно после того, как сформировался достаточно мощный озоновый слой. Содержание О2 в девоне было, ЕМНИП, от 10-12% в начале периода до 20-24 в самом конце. Сперва растения, а уже за ними всевозможные пожиратели.

Вот тут насчёт древних девонских лесов очень-очень вкратце
http://www.postsovet.ru/blog/russia/314056.html

p.s. Кстати, почва сформировалась намного позже. Даже леса карбона в общем-то росли не на почвах, как мы их понимаем, а в прелом компосте - там, где его не смывали ливни. Девонские леса изначально вообще росли в воде или грязи, лишь к концу периода сформировались виды, способные жить на более-менее осушенном грунте.
Привычные же нам дерновые почвы появились лишь в мезозое, ЕМНИП.

А до того, скажем, в кембрии, суша действительно напоминала марсианские пейзажи.

[AlexAV]

Содержание О2 в девоне было, ЕМНИП, от 10-12% в начале периода до 20-24 в самом конце. Сперва растения, а уже за ними всевозможные пожиратели.

Согласно более современным работам (Berner, 2009) уровень кислорода близкий у современному  установился уже в венде, а в фанерозое хоть и испытывал колебания, но весьма умеренные (от порядка пятнадцати процентов до чуть больше тридцати).

Жизнь вышла на сушу именно после того

Ну, бактериальные сообщества скорее всего были и до.

[AlexAV]

Ну, бактериальные сообщества скорее всего были и до.

Собственно вот о следах бактерий в осадочных отложениях суши раннего докембрия (http://www.paleo.ru/institute/files/paleosoils.pdf):

Таким образом, в раннем докембрии микроорганизмы, бактерии, воз-
можно цианобактерии и даже, возможно, эвкариоты сопровождали и спо-
собствовали образованию кор выветривания. Следовательно, можно го-
ворить о существовании одного ряда от кор выветривания (примитивных
почв) к настоящим почвам. Все сказанное выше с определенностью свиде-
тельствует о колонизованности суши микроорганизмами вероятно во всей
геологически документированной истории Земли.

Как видно отсутствие кислорода в атмосфере и, как следствие, сильный фон УФ заселению суши микроорганизмами особо не препятствовал.

[Klapaucius]

Как видно отсутствие кислорода в атмосфере и, как следствие, сильный фон УФ заселению суши микроорганизмами особо не препятствовал.

Спасибо за информацию. Golossvyshe, видимо, довольно строг к определению понятия "почва" (ведь "прелый компост" - это именно то что надо). Но нам же нужно знать, как оно могло выглядеть (а не просто разбираться в сортах известно чего). Чтобы искать нечто похожее на Марсе, пусть и уже не существующее много миллиардов лет на поверхности и на глубине доступной современным аппаратам, даже если в виде только древней породы. Обсудить понятие "гумус" наверное тоже было бы полезно. И всякие донные отложения в болотах, озёрах или на берегах рек, как известно часто пересыхающих или меняющих очертания.

[Константин ВАРБ]

Идея создания на Марсе примитивных биоценозов с постоянным мониторингом их развития мне очень понравилась.

На мой взгляд - это наилучший способ для поиска марсианской жизни!!!

Предполагать наличие на современном Марсе наличия точно таких же видов жизни как на Земле не с Земли, на мой взгляд антинаучно. А вот то что субстрат из адаптированных земных видов будет привлекателен для интеграции аналогичной марсианской жизни если она существовала и сохранилась нет ни каких сомнений.

[Константин ВАРБ]

Вообще в части гидрологии Марса есть одна громадная проблема... Расчёты показывают...

А тут как-то считал, что энергия падающего солнечного света за время оборота на Марс приблизительно равна амплитуде в ОДИН ГРАДУС столба газа в 5 км давлением в один бар.
Но мне кажется, такая вертикальная конвекция на Марсе нереальна.
Следовательно, атмосфера будет тяготеть к значительно более сильному расслоению, чем на Земле.

[AlexAV]

Предполагать наличие на современном Марсе наличия точно таких же видов жизни как на Земле не с Земли, на мой взгляд антинаучно. А вот то что субстрат из адаптированных земных видов будет привлекателен для интеграции аналогичной марсианской жизни если она существовала и сохранилась нет ни каких сомнений.

В принципе ведь, да. Отличить  автохтонных организмов с Марса от земных будет не такой уж сложной задачей, различия между ними должны быть весьма существенными даже в том случае, если жизнь там и там происходит из одного источника, ведь даже в этом случае их разделяют миллиарды лет независимой эволюции. Единственная опасность, что земные вселенцы полностью вытеснят автохтонов ещё до того как мы обнаружим последних...

[Константин ВАРБ]

Единственная опасность, что земные вселенцы полностью вытеснят автохтонов ещё до того как мы обнаружим последних...

Ну как же они их вытеснят?
Если мы будем продолжать отправлять на Марс нестерилизованные аппараты, особенно буры и т.д. то можем повредить местную культуру если на неё натолкнёмся. Или специально рассеивать неизвестно что содержащую земную почву по всей поверхности на авось то можем устроить катастрофу в марсианском оазисе.

Но идея как я понимаю иная: создать несколько биоценозов из ограниченного количества видов и мониторить их развитие.

Однако, тут разумнее иная аналогия.
Допустим где то есть иножизнь которая вполне нормально живёт на ледовой поверхности и обладает способностью развиваться на ней. На Земле такой жизни нет. Но если бы мы не могли найти жизнь сухих антарктических пустынь, то заселив бы той иножизнью Антарктиду мы бы вскоре в культуре иножизни обнаружили бы хотя бы несколько видов нашей жизни из сухих антарктических долин.   

Не знаю насколько правильно, но у меня давно сложилось убеждение, что мхи очень долго эволюционировали на отдалённом континенте, и до сих пор являются как бы "инопланетянами". Однако вполне прижились и сосуществуют в биоценозах.   

[Андрей Курилов]

С другой стороны даже в текущем виде на Марсе должны существовать ниши (скажем трещины в породах), где уровень УФ достаточно низкий для его выживания.

В таких укрытиях от УФ не будет и фотосинтеза, необходимого лишайнику.

А если так, то если на Марсе биосферы сейчас нет, то её можно попробовать создать.

Вот только не совсем понятно - зачем? Тем более что посадочные аппараты, уже, скорее всего, "заселили" Марс даже если он не был заселён миллиарды лет назад с Земли естественным образом.

[AlexAV]

В таких укрытиях от УФ не будет и фотосинтеза, необходимого лишайнику.

Это не верно. Многие минералы обладают куда лучшей прозрачностью в оптическом диапазона по сравнению с УФ. Простой пример (хотя это и не естественный минерал, но это же касается многих природных силикатов), обычное оконное стекло - прекрасная защита от УФ. Более того, этим эффектом организмы и на земле пользуются. В пустынях известно такое явления как колонии микроорганизмов под кусочками прозрачных минералов (организмы, медленно растущие в сухом воздухе, даже УФ на земном уровне стараются избегать). Другой пример - водоросли-эндолиты (верхний слой минерала достаточно прозрачен для видимого света, но защищает от УФ). Далее, в спектре отражения обычно опять же УФ поглощается сильнее видимого, поэтому лишайник в трещине на северном склоне тоже будет неплохо защищён (видимого света там ещё достаточно). Опять же на суше земли цианобактерии (фотосинтезирующий) появились задолго до момента заметного накопления кислорода и формирования озонового слоя, когда уровень УФ был весьма высок, а это говорит, что все эти стратегии защиты могут быть весьма эффективны.

Вот только не совсем понятно - зачем?

Получить активную внеземную биосферу. Этого мало?

Тем более что посадочные аппараты, уже, скорее всего, "заселили" Марс даже если он не был заселён миллиарды лет назад с Земли естественным образом.

На самом деле в марсианском климате могут расти только весьма ограниченное количество видов микроорганизмов. Совсем не факт, что то что занесли аппараты относится к этой группе. Вероятность найти на нём бактерию из вечной мерзлоты восточной Сибири или водоросль из антарктической пустыни весьма невысока. А большинство массовых видов, даже попав туда, просто не выживут.

Кроме того для формирования сколько-нибудь полноценной экосистемы требуется туда поместить хотя бы одну фотосинтезирующую форму, а вероятность её спонтанного заноса ещё меньше (особенно учитывая крайне ограниченное количество штаммов способных в марсианских условиях к активной жизнедеятельности).

[-Asket-]

На самом деле в марсианском климате могут расти только весьма ограниченное количество видов микроорганизмов. Совсем не факт, что то что занесли аппараты относится к этой группе. Вероятность найти на нём бактерию из вечной мерзлоты восточной Сибири или водоросль из антарктической пустыни весьма невысока. А большинство массовых видов, даже попав туда, просто не выживут.

Фактически попадают туда не только массовые организмы, но и проходящие уже десятилетиями весьма жесткий отбор:  https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,53468.msg2652661.html#msg2652661