Régóta tudjuk, hogy a Földön számos olyan mikrobiális élőlény létezik, amely túl tudja élni a bolygónkon kívüli körülményeket is, dacolva az alkalmatlan környezettel.
Az egyik legismertebb ilyen organizmuscsoport a medveállatkáké (Tardigrada), amelyek képesek speciális védőburkot képezni vagy kriptobiózis állapotába jutni. Ez szinte teljes anyagcsere-leállást jelent, ami megvédi az élőlényt a szélsőséges körülményektől. Az ilyen extrém környezeti tűrőképesség azonban a kezdetleges élőlényeknél (baktériumok, archeák) sokkal gyakrabban fordul elő.
A Föld korai történetének forró, mérgező gázokkal teli és szélsőségesen aktív környezete olyan élőlényeknek adott otthont, melyek képesek voltak túlélni, alkalmazkodni és replikálódni, ezeket nevezzük (poli)extremofileknek. Extremofil mikrobák napjainkban is megtalálhatóak a sarkvidéki jégtakarókban, gejzírekben, fumarolákban vagy akár atomreaktorok hűtővizében is.
Az asztrobiológusok éppen az ilyen élőlények tulajdonságait kutatják, hogy megértsék, miként élhetőek túl az olyan szélsőséges környezetek, mint amilyeneket a Mars, a Jupiter Europa holdja vagy a Szaturnusz Titanja kínálnak. Ezek a vizsgálatok képesek elvezetni olyan nagy kérdések megválaszolásához, mint hogy miként alakulhatott ki az élet bolygónkon.
A Földhöz legközelebbi potenciálisan életre alkalmas hely a Mars, nem véletlen, hogy az égitest az űrkutatás kiemelt célpontja. De vajon találhatunk-e olyan létformákat, amelyek a medveállatkáknál fejlettebb eukarióták, és további modellorganizmusként szolgálhatnának az asztrobiológiai kutatásokban?
Különleges gombák
A Journal of the American Chemical Society folyóiratában egy szakértők egy csoportja arra a kérdésre kereste a választ a Rhinocladiella similis gombafaj segítségével, hogy miként lehetne vizsgálni a Mars környezetét jellemző szélsőséges viszonyokat.
Először összehasonlító elemzéseket végeztek, más, az asztrobiológia kutatásban előszeretettel használt gombafajokkal (pl. Cryomyces antarcticus). Az R. similis LaBioMMI 1217 genomjában 117 egyedi fehérjét és 972 fehérjemagot azonosítottak. A vizsgálatok kimutatták, hogy ez a törzs nagyobb számú olyan fehérjéket termel, amelyek
vas-anyagcserében (n = 6 fehérje),
hősokk-tűrésben (n = 29 fehérje)
és kémiai anyagok méregtelenítésében (n = 46 fehérje)
játszanak szerepet.
Ezen kívül az UV-ellenálláshoz (n=4 fehérje), a só- (n = 5 fehérje) és ozmotikus stresszhez (n = 11 fehérje) kapcsolódó fehérjék is gyakoribbak ebben a törzsben, mint más csoportokban. Érdekes ugyanakkor, hogy a kiszáradás elleni védelemhez (n = 1 fehérje) és a víz-stresszhez (n = 5 fehérje) kapcsolódó fehérjék száma alacsonyabb volt, mint a többi törzs esetében.
Ez arra utalhat, hogy a gomba inkább a sugárzással és a kémiailag agresszív környezettel szembeni ellenállóképességében erősebb. A magas vas-anyagcsere és kémiai anyagok méregtelenítésre használt fehérjetermelés előnyös a marsi környezet kísérleteihez.
Továbbá egyetlen olyan törzsként mutatkozott meg, amely képes vasionok megkötéséhez szükséges fehérjéket előállítani és szállítani is, így képes a Marson oxidos vegyületekből vasat felvenni. A vasion alapvető mikrotápanyag a legtöbb életforma számára, megszerzése olyan környezetben, ahol kevés mennyiségben vagy egyáltalán nem fordul elő, fontos túlélési stratégia az élő szervezet számára.
Alkalmazkodás a marsi talajhoz
Ezt követően az R. similis LaBioMMi 1217-et burgonya-dextróz agar táptalajon kezdték el tenyészteni, egyiket szintetikus marsi regolit talaj (MGS-1) hozzáadásával, a másikat anélkül.
MGS-1 nélkül dimorf gombafajokra jellemző élesztőszerű (egysejtű) és fonalas (többsejtű) fázisok közötti átmenetet jelző részek voltak láthatóak, de nem alkottak a hifákhoz hasonló szoros kapcsolatokat. MGS-1 hozzáadásával a gomba élesztőszerű formája eloszlott a regolitban jelen lévő ásványok között.
Ezután a mikroorganizmusok anyagcsere-termékeit vizsgálták meg és hasonlították össze tömegspektrométer segítségével. Az eredmények óriási különbséget mutattak bizonyos zsírsavaknál és indolszármazékoknál, ugyanis az MGS-1 talajban nevelt gomba nagyban megnövelte a molekulatermelést és egész molekula családokat generált.
Az anyagcsere-termékek változásai rávilágítanak arra, hogy az R. similis a marsi környezetet imitáló talajban túléli a feltételeket, és aktívan alkalmazkodik is hozzájuk.
Az indolszármazékok és zsírsavak megnövekedett termelése azt sugallja, hogy a gomba metabolizmusa képes a környezeti stresszorokhoz igazodni, ami a sugárzás, a kémiai stressz és a tápanyaghiány leküzdésében játszhat szerepet.
Az R. similis tanulmányozása új távlatokat vet fel az asztrobiológia modellélőlények sorában, ezzel időszerű kutatási irányokat kínálva fel a földön kívüli élet potenciális színtereire és a modellezésre.
Szerző: Bárány András Adorján
The post Egy gomba tárja fel a marsi túlélés titkait first appeared on National Geographic.
