Життя на нашій планеті залежить від енергії Сонця. Без світла не можливо існувати. Чому? Без нього не працюватимуть «Зелені легені» нашої планети. Травянисті чи деревянисті від найменшої дрібноквіткової (0.5 мм) ряски до найвищих дерев на Землі — секвої (110,3 м), евкаліпта (99,4 м ) – всі використовують енергію сонячного світла, для того щоб з вуглекислого газу і води утворити органічні речовини. А при цьому вивільняється кисень. “Процес фотосинтезу”- це словосполучення знає кожен школяр. Далі тварини поїдають рослини, тим самим здійснюється передача енергії по ланцюжках живлення на планеті Земля.
А як же життя в глибинах океану, куди не потрапляє сонячне світло. Так вважали вчені до 1970-х років, однак у 1977 році, під час дослідного занурення на глибоководному апараті поблизу Галапагоських островів, вчені виявили колонії морських мешканців, згрупованих навколо підводних вулканічних утворень. Ці істоти процвітали, незважаючи на відсутність сонячного світла. Отже Життя не обов’язково залежить від Сонця — воно лише вимагає наявності води та енергії. Може для енергії життя достатньо водню і сірководню, що надходять із внутрішніх частин Землі або метану, що виявили на Марсі?
І Життя почали шукати не лиже під товщею води, а і у найвіддаленіших точках із найекстремальнішими умовами виживання, непридатними для життя: поблизу гідротермальних джерел, у льоду, киплячій воді, кислоті, воді з ядерних реакторів, солях кристалів, токсичних відходах… І знайшли! Це були живі істоти,- бактерії, лишайники, дріжджі, деякі види насіння і маленькі безхребетні — тихоходки.
Чи залежить життя від тепла, прісної води, тиску? Ось приклади декількох найвитриваліших “зелених жителів” нашої планети:
Солерос, що росте на морських узбережжях і солончаках при концентрації солей у воді до 6%, насіння сходять навіть в 10%-ому соляному розчині. Зелені водорості дуналіелла солончакова – в солоних озерах з концентрацією солі 285 г/л. Злаки та складноцвіті зустрічаються навіть на крайніх межах поширення рослинності – в Антарктиді й на арктичних островах. На Самій північній межі Землі, росте квіткова рослина ясколка (острів Локвуд). А серед мохово-лишайникових пустель Антарктиди, зустрічається злак щучка. Чорниці та журавлини на сфагнових болотах здатні переносити дуже високу кислотність ґрунту – pН 3,5. У широкому діапазоні кислотності ґрунту можуть рости культурні рослини – жито й сорго. На висоту 6218 м над рівнем моря піднімається в гори піщанка моховидна, а трохи нижче, на висоті 6096 м. у Гімалаях, росте кілька видів едельвейсів. Високо в гори піднімаються й культурні рослини – у Центральній Азії межа землеробства досягає 5 тис. м над рівнем моря, а у Тибеті на цій висоті вирощують ячмінь. Самою “жаростійкою” сухопутною рослиною є верблюжа колючка, витримує температуру до +70oС. Рекордсменом занурення в товщу води є також бурі водорості ламінарії. В Адріатичне море її підняли із глибини близько 200 м. А синьозелені водорості осциллаторії прекрасно живуть й розмножується у воді гарячих джерел, температура в яких досягає +85,2oС.Лишайники роду кладонія у висушеному стані залишаються живими після нагрівання до +101oС. А мохи барбули зберігають життєздатність навіть після витримування його при температурі +110-115oС протягом 30 хв. На звання самої засухостійкої рослини претендує морська бура водорість -фукус пухирчастий Він виносить десятикратну від первісного змісту втрату вологи. Це й сама морозостійка серед водоростей. Фукус витримує температуру до -60oС.
Питання «чи існує життя десь ще у Всесвіті», є гіпотезою, що піддається перевірці, а отже напрямком наукових досліджень. Чи зможуть ці живі організми і навіть ті яких не побачити без мікроскопу, витримати вплив вакууму і космічної радіації?
Пори року, можливі моря і суша, що виявили за допомогою методів астрономії, припустили існування рослинності. Астробіологи почали пошук форм життя в нашій Галактиці. І почали вчені із молекул вуглецю, одного із найпоширенішого елементу у Всесвіті, та пошуку наявності води в рідкому стані, що зрештою, може призвести до появи життя. А ще астрономи знайшли зірки, подібні до Сонця. За оцінками вчених, близько 10 % зірок у нашій системі, а в радіусі 100 світлових років від нас знаходиться близько тисячі таких зірок.
Починаючи з другої половини XX століття, вчені ведуть цілеспрямовані пошуки позаземного життя в межах Сонячної системи і за її межами за допомогою автоматичних міжпланетних станцій.
1996 року вчені НАСА, при скануванні структур метеорита, виявили скам’янілості, які нагадали вченим «сліди» земних організмів — так званих магнітотактичних бактерій. Дані досліджень метеоритів, верхніх шарів атмосфери Землі і дані, зібрані в рамках космічних програм, дозволяють вченим стверджувати, що найпростіші форми життя можуть існувати на інших планетах Сонячної системи. Можливо, що у деяких планет в Сонячній системі, таких як газовий гігант Юпітер, можуть бути супутники з твердою поверхнею або рідким океаном, які є більш придатними для життя. А оптичні властивості темних ділянок Марса схожі з оптичними властивостями рослинності деяких місць Землі.
Чи є унікальною Сонячна система, з такою планетою як Земля ?
Дослідники і науковці, прихильники “Принципу пересічності” припускають, що життя на Землі не є винятковим явищем і з великою часткою ймовірності може бути знайдене на безлічі інших світів.
У 1970-х два лендери Вікінга (Програма “Вікінкінг”) провели біологічні експерименти, спрямовані на пошук ознак життя в пробах грунту – фотосинтез, обмін речовин, газообмін на поверхні Марса. Посадочні машини використовували роботизовану руку для збору проб ґрунту в герметичні випробувальні контейнери.
Ціла наукова лабораторія приземлилася в 2012 на марсоході із задачею оцінити придатність Марса і для майбутньої місії людини, вивчити марсіанську геологію, її клімат, роль води, важливоЇ для життя, та виміряти співвідношення вуглецю у вуглекислому газі і метані в атмосфері Марсу.
Найчастіше в системі біологічних експериментів, вивчають білкові молекули клітини живих організмів, найпростіші, ріст насіння в умовах мікрогравітації.
“70% космічно-біологічних экспериментів Радянського Союзу проводилося в Україні. Логично, що українська сторона місії взяла на себе відповідальність за проведення біологічних дослідів – вивчення впливу невагомості на розвиток рослин”(Л. Каденюк) В 1997 під час польоту на американському БТКК «Колумбія» у лабораторному модулі «Spacelab» український космонавт Леонід Каденюк проводив наукові експерименти з астробіології з трьома видами рослин: ріпа, соя і мох. Вивчав вплив стану невагомості на процеси що відбуваються у рослинах – фотосинтез, запліднення, розвиток зародка, вміст фітогормонів, зміну генів і клітин та навіть процес ураження паростків сої патогенним грибом фітофтори.
В 2019 Cargo Dragon доставив на МКС не лише габаритні матеріали для 250 експериментів, а і зерно ячменю для вивчення процесів від проростання зародку до солодування, із подальшим пошуком нових способів “вирощування для використання в їжу, під час дальніх космічних подорожей” або забезпечувати свіжу атмосферу та позитивно впливати на психологічний стан екіпажу.
Але насправді всі біоексперименти в космосі почалися набагато раніше. Перше «спеціально модифіковане насіння» було запущено в космос на 134 км у 1946 року США на ракеті Фау-2, проте ці зразки були втрачені. А Першим насінням, що було запущено в космос і успішно повернулося, стало насіння кукурудзи – 30 липня 1946 року, за ним – жита та бавовни Ці перші суборбітальні біологічні експерименти з вивчення впливу радіації на живу тканину були зроблені вченим Меттью Аморосом, та Дослідницькою лабораторією Військово-морського флоту США. У 1971 році, насіння дерев cосни платану, ліквідамбару, секвої і псевдотсуга у кількості 500 шт. облетіли навколо Місяця на пілотованому космічному кораблі Аполлон-14. Ці Місячні дерева були посаджені та вирощені під наглядом на Землі, але жодних генетичних змін, які призвели б до мутацій, виявлено не було .
У 1982 році екіпаж радянської космічної станції “Салют-7” виростив резуховидку, яка стала першою рослиною, що від насіння до цвітіння виросла в космосі.
Експеримент Skylab вивчав ефекти гравітації і світла на пагонах рису.
У 1997 космічна теплиця SVET-2 на борту орбітальної станції «Мир» успішно виростила рослину, з якої одержала насіння.
Дослідження вирощування рослин тривають на МКС. Нещодавно на космічному “городі” МКС виростили три різних сорти салату. Не лише культурні рослини є “героями” біоекспериментів. у космосі виростили: арабідопсіс, рис, тюльпан, каланхоє, льон, цибулю,горох, редьку, салат, пшеницю, часник,огірок,петрушку, кріп.
У 2008 році -фахівці НАН України зуміли виростити на безжиттєвому місячному ґрунті- анортозиті, піджививши його бактеріями, квіти – чорнобривці.
У 2019 р біологи Нідерландів виростили в «місячному» і «марсіанському» ґрунті земні овочі. Вченим вдалося виростити достатню біомасу і отримати їстівні частини у дев’яти з десяти культур в “іншопланетних” ґрунтах. Єдиною культурою, яка не дала врожаю, виявився шпинат. В результаті, у “марсіанському” ґрунті вдалося отримати біомасу рівну біомасі, отриманій на земному ґрунті.
Підготувала науковий співробітник Музею космонавтики ім. С.П. Корольова Тетяна Гаврилова
