ИСТИНА

В исследовании была поставлена задача анализа жизнеспособности и изменения структуры естественных микробных сообществ, адаптированных к стрессу (иссушение, засоление, температура), при дополнительном воздействии физико-химических факторов, рассматриваемых как космические или инопланетные факторы. Анализируемая модель рассматривалась как адекватная условиям реголита Марса, но, может быть проанализирована и для ледовых тел, и малых тел в условиях космической среды, а также, возможно, ранней Земли. С помощью анализа липидных маркеров получены новые доказательства устойчивости природных микробных сообществ и микробных метаболитов к воздействию ионизирующей радиации (гамма) в сверхвысокой дозе 1 МГр в условиях низкой температуры и давления, исследовано воздействие высоких концентраций окислителей (перхлорат) in situ на структуру микробных сообществ.

The study was tasked with analyzing the viability and changes in the structure of natural soil microbial communities adapted to stress (desiccation, salinity, low temperature) to additional impact of physical and chemical factors, regarded as the cosmic or extraterrestrial factors. The analyzed model was viewed as adequate to conditions of Mars regolith, but it can be analyzed also for the icy bodies, and small bodies of the Solar system, as well as possibly for the early Earth. In situ structure of microbial communities studied by analyzing lipid markers gave new proofs of high resistance of microorganisms and microbial metabolites in natural environments to the effects of ionizing radiation (gamma) in the ultra-high dose of MG-1 under low temperature and pressure, and in the presence of high concentrations of oxidizers (perchlorate) in soil.

Планируется продолжение исследований воздействия компонентов космического излучения на микробные сообщества и микроорганизмы в естественной гетерофазной среде обитания (почвы, породы). Предполагается выявить предельные дозы для жизнеспособности микроорганизмов в природном грунте в условиях инопланетной и космической моделей.

Полученные ранее данные по устойчивости микробных сообществ аридных почв и мерзлых осадочных пород, а также выделенных из них Гр+ и Гр- бактериальных штаммов, к ионизирующему излучению (гамма) в градиенте доз 5 - 100 кГр.

Работа является продолжением исследований 2012-2014 гг. Объектами служили образцы аридных пустынных почв и мерзлых осадочных пород ранее описанные. Помимо общих микробиологических и микроскопических (ЭФА) методов исследования, основные результаты в работе получены методом in situ ГХ-МС анализа липидных маркеров. Микробиологический анализ образцов, подвергнутых облучению высокой дозой 1МГр, показал присутствие жизнеспособных клеток не только бактерий, но и грибов. Общее содержание бактерий (ЭФМ) в образцах достоверно не изменилось (10^8 кл/г), выход на питательные среды заметно варьировал, минимальные изменения отмечены при использовании разбавленной олиготрофной среды R2. ГХ-МС анализ обнаружил достаточно высокое разнообразие липидных маркеров и в исходных образцах, и в образцах получивших дозу 1 МГр. В составе наиболее вероятностной структуры облученных микробных горной серо-коричневой почвы выявлены филотипы принадлежащие к шести филогенетическим разделам: Actinobacteria, Proteobacteria, Firmicutes, Deinococcus-Thermus, Bacteroidetes, Cyanobacteria. Доминантный блок не претерпел принципиальных изменений: наибольшие концентрации липидных маркеров соответствовали родам Actinomyces, Streptomyces, Rhodococcus, Deinococcus, Desulfovibrio. Последние два таксона численно преобладали в исходном образце. Несмотря на некоторую потерю общей биомассы в образце, внимание привлекает тот факт, что большинство популяций увеличило численность, что неоднократно отмечалось нами ранее при облучении меньшими дозами природных образцов из экстремальных местообитаний. Интересно, что показатель, характеризующий присутствие в сообществе бактерий рода Deinococcus (или Methylococcus), известных своей высокой радиоустойчивостью, существенно понизился. Проведенный анализ липидных маркеров в образцах почв и мерзлоты, облученных дозой 1 МГр подтверждает данные наших микробиологических и биохимических анализов о протекторной функции гетерофазных природных систем в отношении населяющих их микроорганизмов и регулирующем влиянии на их радиоустойчивость других физических факторов, в первую очередь, температуры. Принимаемая нами на рассмотрение в аспекте астробиологического анализа модель Марса, включает в комбинацию значимых факторов присутствие в системе сильных окислителей: пероксидов, перхлоратов, других хлорсодержащих оксидов и пр., образующихся, предположительно, вследствие интенсивного воздействия излучения Солнца. Мы провели анализ липидных маркеров в серии исследуемых образцов из ксерофитных экотопов, в которых внесением растворов перхлоратов в концентрации 5%вес. была инициирована сукцессия микробных сообществ. Контрольный образец той же горной серо-коричневой почвы также проводили через сукцессию с внесением равного объема стерильной воды. Сопоставление анализа маркеров в контроле в эксперименте с облучением и эксперименте с перхлоратом дает возможность оценить вариации в структуре сообщества вследствие сукцессионных и др. изменений. Учет бактерий обнаружил снижение на 2 порядка числа культивируемых клеток при сохранении их общего содержания в образцах (ЭФМ, Fish-анализ), что свидетельствовало о сохранении жизнеспособности и переходе в некультивируемое гипометаболическое состояние части популяций. Сделан вывод. что перхлорат как стрессовый фактор в почве воздействует только на размножающиеся клетки. Показано также, что со временем (6 месяцев) система реверсирует к исходному состоянию.