Лишайники могут выжить почти в любых условиях, а некоторые из них - даже на Марсе

Мы до сих пор точно не знаем, существовала ли жизнь на Марсе когда-нибудь вообще. В настоящее время Красная планета не самое гостеприимное место из-за того, что там жуткие перепады температур, мощное излучение, почти полное отсутствие атмосферы. И все же, несмотря на всю суровость Марса, есть земные существа, которые, возможно, смогли бы там прижиться. Речь о лишайниках – настоящих чемпионах по выживанию из самых негостеприимных уголков нашей планеты.

Лишайник - это, по сути, команда из двух организмов-симбионтов, которые отлично ладят друг с другом и работают сообща: гриб (его обычно больше в процентном составе, около 90) и партнер, имеющий способности к фотосинтезу (водоросли или цианобактерии). И вот из-за этой уникальной особенности лишайников команда ученых под руководством ботаника Кайи Скубалы решила проверить: а хватит ли у некоторых видов «пороху» выдержать марсианские условия? Взяли два вида – Diploschistes muscorum и Cetraria aculeata – и устроили им настоящий «тест-драйв» в марсианских условиях, которые воссоздали в лаборатории Центра космических исследований Польской академии наук.

«Наше исследование впервые показало, что грибной компонент лишайника оставался метаболически активным даже в условиях, имитирующих Марс», — пишут исследователи в свежей статье в журнале IMA Fungus. — «Рентгеновские лучи от солнечных вспышек и потоков частиц, достигающие Марса, похоже, не должны стать для лишайников фатальным препятствием для жизни на этой планете».

Почему марсианская радиация так опасна? Ее ионизирующее излучение – штука серьезная. Оно бьет прямо по клеткам, нарушая самые разные процессы: физиологические, генетические, биохимические. Всё зависит, конечно, от дозы и от самого организма.

Но у лишайников есть свои козыри в рукаве. Они похожи на других экстремалов нашей планеты (вспомним хотя бы знаменитых тихоходок): умеют замедлять свой метаболизм до минимума, почти не нуждаются в пище и живут поразительно долго. А еще – впадать в своего рода «спячку», полностью высыхая (ангидробиоз), и терпеливо ждать, пока снова появится вода. В их арсенале есть и специальные вещества (метаболиты), которые работают как солнцезащитный крем от ультрафиолета, и пигмент меланин – еще один щит от радиации.

Ультрафиолет лишайникам не так страшен – это уже давно доказано. Поэтому Скубала с коллегами решили копнуть глубже: а что будет с активным, «бодрствующим» лишайником (ему ведь нужна вода для обмена веществ), если его облучить ионизирующей радиацией? Чтобы это выяснить, образцы опрыскали водой – поддерживали их «в тонусе».

Затем – пять часов в темной камере с марсианскими «спецэффектами»: низкое давление и влажность, атмосфера почти целиком из углекислого газа, а температура скакала от вполне земных дневных +18°C до суровых ночных -26°C. Вдобавок – порция рентгеновского излучения, примерно как на поверхности Марса во время сильной солнечной активности (хотя реальные уровни там постоянно меняются из-за вспышек и капризов солнечного ветра).

И что в итоге? Выбравшись из «марсианской» камеры, оба вида умудрились сохранить часть влаги, хотя вокруг было сухо. Значит, решили ученые, обмен веществ хоть как-то, но шел – и у гриба, и у его фотосинтезирующего напарника. Раньше под ионизирующим излучением проверяли только «зеленую» часть лишайника, а тут впервые досталось и грибу.

Оказалось, что активные, насыщенные влагой лишайники более уязвимы к радиации, чем сухие. У клеток и гриба, и водоросли есть свои «ремонтные бригады» для починки повреждений, но вид D. muscorum показал себя куда более стойким, чем C. aculeata. У него было меньше признаков окислительного стресса – то есть в клетках накопилось меньше вредных активных форм кислорода (АФК). Эти агрессивные молекулы – настоящие разрушители, они повреждают клеточные структуры и могут даже убить клетку.

Другие «прелести» Марса, вроде углекислотной атмосферы, тоже влияли на метаболизм, но не останавливали его полностью. Грибу для «дыхания» (переработки углеводов) нужен кислород, которого в камере было очень мало. Но оба лишайника как-то справлялись. Ученые даже предполагают, что, возможно, водоросли сами производили немного кислорода для своего грибного «соседа».

Что удивило: фотосинтез в темноте оказался не слишком чувствителен к рентгеновским лучам. Судя по состоянию хлорофилла (зеленого пигмента), фотосинтезирующий компонент D. muscorum вообще не пострадал. У C. aculeata хлорофилла стало поменьше, но и это оказалось поправимо. После эксперимента оба лишайника заморозили, а когда разморозили – они снова ожили и принялись фотосинтезировать, причем C. aculeata довольно быстро восстановил свой уровень хлорофилла.

Так что, смогут ли лишайники колонизировать Марс? Видимо, это зависит от конкретного вида. Как считает Скубала, нужно еще разбираться, какие именно суперспособности и адаптации помогают некоторым из них так стойко переносить жесткую радиацию.

«Наши эксперименты – это только начало, база для будущих исследований, в том числе долговременных экспериментов прямо на поверхности Марса», — с оптимизмом пишут авторы в своей статье. Правда, пока мы еще не рисковали отправлять земные организмы на Красную планету (по крайней мере, намеренно), так что реальных экспериментов на месте придется, видимо, еще подождать.

Почему D. muscorum оказался таким «крепким орешком» в плане радиационной стойкости? Точного ответа пока нет. Но ученые заметили, что во время облучения у него выросла концентрация антиоксидантов, особенно глутатиона. Это вещество помогает бороться с повреждениями клеток и у нас, людей. Лишайнику он, возможно, и помогает выжить под марсианской радиацией, но вот нам на такую же волшебную защиту рассчитывать не стоит. Так что, прежде чем отправлять людей топтать марсианскую пыль, стоит подумать дважды... а то и трижды.

По материалам статьи в журнале IMA Fungus, 2025. DOI: 10.3897/imafungus.16.145477