И, естественно, при том же проценте там гораздо большее количество микроорганизмов обнаруживается в этих мёрзлых породах, чем во льдах, и гораздо больше разнообразие микроорганизмов. Но, так сказать, система остаётся прежней. Вот уже образцы мерзлоты с пятимиллионным возрастом содержат жизнеспособную микрофлору в достаточно большом разнообразии и в большом количестве.
С.А. Возвращаясь к нашим исследованиям, на этой схеме очень хорошо представлена эта картина. Нам интересно посмотреть вот что: ну, хорошо, микроорганизмы на наших питательных средах не растут. Это не значит, что их там нет. Во-первых, мы можем не угадать, какая требуется среда для тех микроорганизмов, которые мы можем обнаружить.
А.Г. А вы какие среды использовали?
С.А. У нас среда была очень простая. Это был картофельный отвар, обогащённый дрожжевым автолизатом. Оказалось, что, в общем-то, очень широкий круг микроорганизмов растёт на этой среде.
Теперь о следующем, втором этапе наших исследований - когда мы изучали пробы на мембранных фильтрах. При подсчёте под микроскопом там мы обнаруживали очень большое количество микроорганизмов - в сравнении, конечно, с тем, что мы обнаружили первым нашим методом, методом высева. Здесь уже мы обнаруживали порядка ста, тысячи клеток в одном миллилитре.
Было очень интересно - в каком же состоянии находятся эти микроорганизмы? И среди них оказались жизнеспособные. Это было показано радиоизотопным методом, который проводила в нашем институте старший научный сотрудник Ирина Николаевна Мицкевич. Она подсчитывала этим радиоизотопным методом возможность усвоения меченого углерода.
Затем применялся очень интересный метод окрашивания флуорескамином этих проб на фильтрах, который проводила Маргарита Николаевна Поглазова. Эти результаты нам позволили прийти к очень интересному выводу, что распределение микроорганизмов в толще антарктического ледника имеет какой-то скачкообразный характер. Вот на следующей схеме эта очень интересная работа показана, это можно даже назвать вторым открытием, я бы так назвал его.
Потому что, когда на нашей планете происходит резкое понижение температуры, наступает ледниковый период, усиливается атмосферная циркуляция, обнажается шельф морей и океанов. И этими мощными потоками воздуха огромное количество микроорганизмов и пыли несётся во всех направлениях по нашей планете. И, в том числе, на поверхность ледников. И, оседая на поверхность ледников, они уходят, как говорится, в вечность. И вот эту картину мы обнаружили в толще ледника Антарктиды. Когда сопоставили количество микроорганизмов - вот на этой схеме очень хорошо видно. Внизу чёрные графики - это пыль.
М.И. Частички, пылевые частицы.
С.А. Эту часть исследований проводили наши французские коллеги. А вот выше точками изображено количество микроорганизмов, присутствующих в этих слоях. Очень интересное совпадение. То есть, много микроорганизмов и, соответственно, много и пыли.
А.Г. И тем ниже температура.
С.А. И если сопоставить это с верхним графиком, где температура, очень хорошо видно: низкие температуры, значит, выше количество как микроорганизмов, так и пылевых частиц. Значит, климатическое состояние планеты влияет на содержание микроорганизмов в толще вечных ледников. И не только микроорганизмов, но и пылевых частиц. Этот очень интересный факт тоже был установлен нашими исследователями.
М.И. Я хочу только добавить, что, конечно, когда начали применять мембранные фильтры для учёта общей численности микроорганизмов, оказалось, что не все клетки жизнеспособны. Это видно при применении этих специфических цитологических окрашиваний. Количество значительно большее, чем то, что учитывается на питательных средах, значительно больший процент жизнеспособных клеток, но всё-таки, конечно, не все клетки, которые находятся в леднике, не все эти клетки живые. Много и отмерших клеток. Не каждая микробная клетка выдерживает атмосферный перенос - в южном полушарии идёт особенно активный атмосферный перенос из тропических регионов по верхним горизонтам атмосферы, где жёсткая ультрафиолетовая радиация. Вообще, конечно, условия жизни микроорганизмов в атмосфере это не их среда обитания. Кто-то там выживает, кто-то там сохраняется, но многие клетки гибнут. И вот эти и живые и погибшие клетки обнаруживаются, когда начинают использовать не только метод питательных сред, но и метод их мембранных фильтров, на которых видны все клетки.
А.Г. Простите, ради Бога, потому что этот вопрос возникает вне всякого сомнения. У многоклеточных, за редким исключением (земноводные этим славятся) нет способности к анабиозу, потому что при понижении температуры жидкость, которой заполнена клетка, преобразуется в кристалл льда, и она разрывает мембрану и всё остальное. Почему это не происходит у одноклеточных? Что это за механизм анабиоза у них?
М.И. Я, например, затрудняюсь на это ответить. Я думаю, что здесь играют свою роль ультрамикроскопические размеры.
А.Г. То есть, возможность полного высыхания.
М.И. Да, да. Скорее всего, так. Лиофилизация предшествует образованию вот этих ледяных кристаллов.
А.Г. Понятно.
С.А. И, возвращаясь к нашим исследованиям, я расскажу о третьем этапе наших микробиологических исследований толщи ледника. Третьим этапом я считаю этап, когда мы приблизились к ледниковому ложу. Здесь совершенно иная уже обстановка. В предыдущей вашей передаче наши ведущие гляциологи уже говорили, что в нижних горизонтах ледника Антарктиды совершенно иная гляциологическая обстановка.
Микробиологические исследования то же самое показывают - здесь уже совершенно иная обстановка, потому что у ледникового ложа температура, примерно, минус два и четыре десятых градуса. Ну, может быть, минус четыре градуса. Есть многочисленные данные о том, что при этих температурах некоторые формы микроорганизмов могут размножаться. Но там ещё вот в чём специфика ситуации - происходит замерзание и оттаивание, очевидно. Вот этот факт очень «не полезен» для микроорганизмов, они погибают. В этой ситуации уже какие-то иные законы действуют. И нам предстоит во всём этом разобраться, когда мы достигнем самых нижних горизонтов антарктического ледника.
А.Г. А средняя температура в толще льда какая?
С.А. Она постепенно с поверхности, где, скажем, она минус 57 градусов, постепенно по мере углубления…
А.Г. Повышается?
С.А. Повышается. В толще ледника, там минус 45, минус 20. То есть, она постепенно…
М.И. Становится менее отрицательной.
С.А. Да. Но в основной толще ледника очень стабильные условия для анабиоза микроорганизмов. А вот в самых нижних горизонтах ледникового ложа такая ситуация отсутствует. Поэтому нам предстоит много работы, это только-только начало этих исследований, мы об этом сейчас размышляем, думаем, готовимся.
М.И. Это надо моделировать.
С.А. Да. Это работы ближайшего будущего, я надеюсь.
А.Г. Хорошо. Если теория панспермии верна, то жизнь во Вселенной должна распространяться, собственно, по тем же законам, по которым существует Вселенная - равномерно и повсюду. Это значит, что у нас в Солнечной системе не так много планет, которые могут принять жизнь и сделать так, чтобы она существовала. Может быть, на спутнике Юпитера в замороженном виде, может быть, какие-то подземные резервуары на Марсе, если они существуют, но ведь поиски на Марсе так ничего и не дали.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65
С.А. Возвращаясь к нашим исследованиям, на этой схеме очень хорошо представлена эта картина. Нам интересно посмотреть вот что: ну, хорошо, микроорганизмы на наших питательных средах не растут. Это не значит, что их там нет. Во-первых, мы можем не угадать, какая требуется среда для тех микроорганизмов, которые мы можем обнаружить.
А.Г. А вы какие среды использовали?
С.А. У нас среда была очень простая. Это был картофельный отвар, обогащённый дрожжевым автолизатом. Оказалось, что, в общем-то, очень широкий круг микроорганизмов растёт на этой среде.
Теперь о следующем, втором этапе наших исследований - когда мы изучали пробы на мембранных фильтрах. При подсчёте под микроскопом там мы обнаруживали очень большое количество микроорганизмов - в сравнении, конечно, с тем, что мы обнаружили первым нашим методом, методом высева. Здесь уже мы обнаруживали порядка ста, тысячи клеток в одном миллилитре.
Было очень интересно - в каком же состоянии находятся эти микроорганизмы? И среди них оказались жизнеспособные. Это было показано радиоизотопным методом, который проводила в нашем институте старший научный сотрудник Ирина Николаевна Мицкевич. Она подсчитывала этим радиоизотопным методом возможность усвоения меченого углерода.
Затем применялся очень интересный метод окрашивания флуорескамином этих проб на фильтрах, который проводила Маргарита Николаевна Поглазова. Эти результаты нам позволили прийти к очень интересному выводу, что распределение микроорганизмов в толще антарктического ледника имеет какой-то скачкообразный характер. Вот на следующей схеме эта очень интересная работа показана, это можно даже назвать вторым открытием, я бы так назвал его.
Потому что, когда на нашей планете происходит резкое понижение температуры, наступает ледниковый период, усиливается атмосферная циркуляция, обнажается шельф морей и океанов. И этими мощными потоками воздуха огромное количество микроорганизмов и пыли несётся во всех направлениях по нашей планете. И, в том числе, на поверхность ледников. И, оседая на поверхность ледников, они уходят, как говорится, в вечность. И вот эту картину мы обнаружили в толще ледника Антарктиды. Когда сопоставили количество микроорганизмов - вот на этой схеме очень хорошо видно. Внизу чёрные графики - это пыль.
М.И. Частички, пылевые частицы.
С.А. Эту часть исследований проводили наши французские коллеги. А вот выше точками изображено количество микроорганизмов, присутствующих в этих слоях. Очень интересное совпадение. То есть, много микроорганизмов и, соответственно, много и пыли.
А.Г. И тем ниже температура.
С.А. И если сопоставить это с верхним графиком, где температура, очень хорошо видно: низкие температуры, значит, выше количество как микроорганизмов, так и пылевых частиц. Значит, климатическое состояние планеты влияет на содержание микроорганизмов в толще вечных ледников. И не только микроорганизмов, но и пылевых частиц. Этот очень интересный факт тоже был установлен нашими исследователями.
М.И. Я хочу только добавить, что, конечно, когда начали применять мембранные фильтры для учёта общей численности микроорганизмов, оказалось, что не все клетки жизнеспособны. Это видно при применении этих специфических цитологических окрашиваний. Количество значительно большее, чем то, что учитывается на питательных средах, значительно больший процент жизнеспособных клеток, но всё-таки, конечно, не все клетки, которые находятся в леднике, не все эти клетки живые. Много и отмерших клеток. Не каждая микробная клетка выдерживает атмосферный перенос - в южном полушарии идёт особенно активный атмосферный перенос из тропических регионов по верхним горизонтам атмосферы, где жёсткая ультрафиолетовая радиация. Вообще, конечно, условия жизни микроорганизмов в атмосфере это не их среда обитания. Кто-то там выживает, кто-то там сохраняется, но многие клетки гибнут. И вот эти и живые и погибшие клетки обнаруживаются, когда начинают использовать не только метод питательных сред, но и метод их мембранных фильтров, на которых видны все клетки.
А.Г. Простите, ради Бога, потому что этот вопрос возникает вне всякого сомнения. У многоклеточных, за редким исключением (земноводные этим славятся) нет способности к анабиозу, потому что при понижении температуры жидкость, которой заполнена клетка, преобразуется в кристалл льда, и она разрывает мембрану и всё остальное. Почему это не происходит у одноклеточных? Что это за механизм анабиоза у них?
М.И. Я, например, затрудняюсь на это ответить. Я думаю, что здесь играют свою роль ультрамикроскопические размеры.
А.Г. То есть, возможность полного высыхания.
М.И. Да, да. Скорее всего, так. Лиофилизация предшествует образованию вот этих ледяных кристаллов.
А.Г. Понятно.
С.А. И, возвращаясь к нашим исследованиям, я расскажу о третьем этапе наших микробиологических исследований толщи ледника. Третьим этапом я считаю этап, когда мы приблизились к ледниковому ложу. Здесь совершенно иная уже обстановка. В предыдущей вашей передаче наши ведущие гляциологи уже говорили, что в нижних горизонтах ледника Антарктиды совершенно иная гляциологическая обстановка.
Микробиологические исследования то же самое показывают - здесь уже совершенно иная обстановка, потому что у ледникового ложа температура, примерно, минус два и четыре десятых градуса. Ну, может быть, минус четыре градуса. Есть многочисленные данные о том, что при этих температурах некоторые формы микроорганизмов могут размножаться. Но там ещё вот в чём специфика ситуации - происходит замерзание и оттаивание, очевидно. Вот этот факт очень «не полезен» для микроорганизмов, они погибают. В этой ситуации уже какие-то иные законы действуют. И нам предстоит во всём этом разобраться, когда мы достигнем самых нижних горизонтов антарктического ледника.
А.Г. А средняя температура в толще льда какая?
С.А. Она постепенно с поверхности, где, скажем, она минус 57 градусов, постепенно по мере углубления…
А.Г. Повышается?
С.А. Повышается. В толще ледника, там минус 45, минус 20. То есть, она постепенно…
М.И. Становится менее отрицательной.
С.А. Да. Но в основной толще ледника очень стабильные условия для анабиоза микроорганизмов. А вот в самых нижних горизонтах ледникового ложа такая ситуация отсутствует. Поэтому нам предстоит много работы, это только-только начало этих исследований, мы об этом сейчас размышляем, думаем, готовимся.
М.И. Это надо моделировать.
С.А. Да. Это работы ближайшего будущего, я надеюсь.
А.Г. Хорошо. Если теория панспермии верна, то жизнь во Вселенной должна распространяться, собственно, по тем же законам, по которым существует Вселенная - равномерно и повсюду. Это значит, что у нас в Солнечной системе не так много планет, которые могут принять жизнь и сделать так, чтобы она существовала. Может быть, на спутнике Юпитера в замороженном виде, может быть, какие-то подземные резервуары на Марсе, если они существуют, но ведь поиски на Марсе так ничего и не дали.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65