Чи могли тардігради колонізувати Місяць?

Що сталося з тими тардиградами на Місяці?

Ця стаття була спочатку опублікована на сайті The Conversation. Видання зробило внесок у статтю в рубрику “Експертні голоси” на kpln.com.ua.

Лоран Палка – мікробіолог Національного музею природничої історії Франції.

Трохи більше п’яти років тому, 22 лютого 2019 року, безпілотний космічний зонд було виведено на орбіту навколо Місяця. Зонд, який отримав назву Beresheet і був побудований компаніями SpaceIL та Israel Aerospace Industries, мав стати першим приватним космічним апаратом, який здійснив м’яку посадку. Серед корисного вантажу зонду були тардигради, відомі своєю здатністю виживати навіть у найсуворіших кліматичних умовах.

Місія зіткнулася з проблемами з самого початку, коли вийшли з ладу камери “зоряного трекера”, призначені для визначення орієнтації космічного корабля і, таким чином, належного управління його двигунами. Бюджетні обмеження призвели до урізання проекту, і хоча командний центр зміг обійти деякі проблеми, 11 квітня, в день посадки, ситуація ускладнилася ще більше.

На шляху до Місяця космічний корабель рухався на великій швидкості, і його потрібно було значно сповільнити, щоб здійснити м’яку посадку. На жаль, під час гальмування вийшов з ладу гіроскоп, який заблокував основний двигун. На висоті 150 м Beresheet все ще рухався зі швидкістю 500 км/год, занадто швидко, щоб його можна було вчасно зупинити. Зіткнення було сильним – зонд розлетівся на друзки, а його уламки розлетілися на відстань близько сотні метрів. Ми знаємо це, тому що місце падіння було сфотографовано супутником НАСА LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) 22 квітня.

Тварини, які можуть витримати (майже) все

Що ж сталося з тардиградами, які подорожували на зонді? Враховуючи їхню дивовижну здатність виживати в ситуаціях, які вбили б практично будь-яку іншу тварину, чи могли вони забруднити Місяць? Гірше того, чи могли вони розмножитись і колонізувати його?

Тардигради – це мікроскопічні тварини, довжина яких менше міліметра. Усі вони мають нейрони, рот, що відкривається на кінці висувного хоботка, кишечник, що містить мікробіоту, і чотири пари незчленованих ніг, що закінчуються кігтями, а більшість з них мають два ока. Незважаючи на свій маленький розмір, вони мають спільного предка з такими членистоногими, як комахи та павукоподібні.

Більшість тардиград мешкає у водному середовищі, але їх можна зустріти в будь-якому середовищі, навіть у міському. Еммануель Делагут, дослідниця з CNRS, збирає їх у мохах та лишайниках Саду рослин у Парижі. Щоб бути активними, харчуватися мікроводоростями, такими як хлорела, а також рухатися, рости і розмножуватися, тардигради повинні бути оточені водяною плівкою. Вони розмножуються статевим або безстатевим шляхом через партеногенез (з незаплідненої яйцеклітини) або навіть гермафродитизм, коли особина (яка має як чоловічі, так і жіночі гамети) самозапліднюється. Після вилуплення з яйця активне життя тардигради триває від 3 до 30 місяців. Всього описано 1 265 видів, включаючи два викопних.

Тардигради відомі своєю стійкістю до умов, які не існують ні на Землі, ні на Місяці. Вони можуть зупиняти свій метаболізм, втрачаючи до 95% води в організмі. Деякі види синтезують цукор трегалозу, який діє як антифриз, тоді як інші синтезують білки, які, як вважається, об’єднують клітинні компоненти в аморфну “склоподібну” мережу, що забезпечує стійкість і захист кожної клітини.

Під час зневоднення тіло тардигради може зменшитися до половини свого нормального розміру. Ноги зникають, залишаються видимими лише кігті. Цей стан, відомий як криптобіоз, триває доти, доки умови для активного життя не стануть знову сприятливими.

Залежно від виду тардигради, особинам потрібно більше або менше часу для зневоднення, і не всім екземплярам одного виду вдається повернутися до активного життя. Зневоднені дорослі особини виживають протягом декількох хвилин при температурі -272°C або 150°C, а також протягом тривалого часу при високих дозах гамма-випромінювання в 1000 або 4400 Грей (Гр). Для порівняння, доза в 10 Гр є смертельною для людини, а 40-50 000 Гр стерилізує всі типи матеріалів. Однак, незалежно від дози, радіація вбиває пізні яйцеклітини. Більше того, захист, який забезпечує криптобіоз, не завжди є чітким, як у випадку з Milnesium tardigradum.

Місячне життя?

Що ж сталося з тардіградами після того, як вони розбилися на Місяці? Чи є серед них живі, поховані під місячним реголітом, пилом, глибина якого варіюється від кількох метрів до кількох десятків метрів?

Перш за все, вони повинні були пережити зіткнення. Лабораторні дослідження показали, що заморожені зразки виду Hypsibius dujardini, які подорожували зі швидкістю 3 000 км/год у вакуумі, були смертельно пошкоджені, коли врізалися в пісок. Однак вони пережили зіткнення зі швидкістю 2600 км/год або менше – і їхня “жорстка посадка” на Місяць, бажана чи ні, була набагато повільнішою.

Поверхня Місяця не захищена від сонячних частинок і космічних променів, особливо гамма-променів, але і тут тардігради змогли б встояти. Насправді, Роберт Віммер-Швайнгрубер, професор Кільського університету в Німеччині, і його команда показали, що дози гамма-променів, які потрапляли на поверхню Місяця, були постійними, але низькими порівняно з дозами, згаданими вище – 10 років впливу місячного гамма-випромінювання відповідали б загальній дозі близько 1 Гр.

Але виникає питання про “життя” на Місяці. Тардиградам довелося б витримувати нестачу води, а також температури від -170 до -190°C протягом місячної ночі і від 100 до 120°C вдень. Місячний день або ніч триває довго, трохи менше 15 земних діб. Сам зонд не був спроектований таким чином, щоб витримувати такі екстремальні умови, і навіть якби він не розбився, то припинив би свою діяльність через кілька земних днів.

На жаль, тардигради не можуть подолати нестачу рідкої води, кисню та мікроводоростей – вони ніколи не зможуть відновити життєдіяльність, не кажучи вже про розмноження. Отже, їхня колонізація Місяця неможлива. Проте неактивні екземпляри знаходяться на місячному ґрунті, і їхня присутність викликає етичні питання, як зазначає Метью Сілк, еколог з Единбурзького університету. Більше того, в той час, коли дослідження космосу набирає обертів у всіх напрямках, забруднення інших планет може означати, що ми втратимо можливість виявити позаземне життя.