Այլմոլորակային կյանքը՝ մահացու աստղային ճառագայթմամբ․ անապատային քարաքոս

2025 թվականի հունիսին Astrobiology ամսագրում հրապարակված նոր հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ Մոհավե անապատի քարաքոսերը կարող են դիմակայել ինտենսիվ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմանը, որը նախկինում համարվում էր մահացու: Այս հայտնագործությունը, որը կատարել են Անապատային հետազոտությունների ինստիտուտի և Նևադայի համալսարանի գիտնականները, ենթադրում է, որ ֆոտոսինթեզ իրականացնող օրգանիզմները, ինչպիսիք են քարաքոսերը, կարող են բարգավաճել էկզոմոլորակներում՝ իրենց աստղերից բարձր ճառագայթում ունենալու պայմաններում: «Մենք մոտենում ենք մեր մոլորակից դուրս կյանքի հնարավորության հասկացմանը», – հայտարարել է հետազոտության ղեկավար Թեջինդեր Սինգհը՝ NASA-ի Գոդդարդի տիեզերական թռիչքների կենտրոնից:

Քարաքոսեր. բնական արևապաշտպան էկրան

Քարաքոսերը սիմբիոտիկ օրգանիզմներ են, որոնք կազմված են սնկերից և ջրիմուռներից կամ ցիանոբակտերիաներից: Հետազոտության կենտրոնում հայտնվել է Clavascidium lacinulatum տեսակը, որը լայնորեն տարածված է չորային տարածաշրջաններում, ներառյալ Մոհավե անապատը, Եվրոպան, Ասիան և Հյուսիսային Աֆրիկան: Գիտնականները նկատել են, որ այս քարաքոսերն ունեն սև պիգմենտ՝ չնայած քլորոֆիլի առկայությանը, որը սովորաբար կանաչ գույն է հաղորդում: «Ես նկատեցի, որ անապատի քարաքոսերը կանաչ չեն, այլ սև: Սա ինձ մտածելու տեղիք տվեց. ի՞նչ պիգմենտ են նրանք օգտագործում», – պատմել է հետազոտության առաջատար հեղինակ Հենրի Սանը:

Պարզվել է, որ այդ պիգմենտը գործում է որպես բնական արևապաշտպան էկրան՝ պաշտպանելով քարաքոսերը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումից: Հետազոտողները քարաքոսերի նմուշները ենթարկել են UVC ճառագայթման, որն Երկրի վրա ամբողջությամբ կլանվում է մթնոլորտով, բայց կարող է մահացու լինել այլ մոլորակներում: Լաբորատոր պայմաններում երեք ամիս ինտենսիվ ճառագայթումից հետո քարաքոսերի բջիջների կեսը վերականգնել է բազմացման ունակությունը ջուր ավելացնելուց հետո՝ չնայած լուրջ վնասներին:

Ինչպե՞ս են քարաքոսերը գոյատևում

Քարաքոսերի գոյատևման բանալին նրանց վերին շերտն է՝ մեկ միլիմետրից պակաս հաստությամբ, որը գործում է որպես ֆոտոկայունացուցիչ: Այս շերտը, որը հարուստ է թթուներով, նման է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման դիմացկուն պլաստիկներում օգտագործվող հավելումներին, պաշտպանում է բջիջները ԴՆԹ-ի վնասումներից և ճառագայթման հետևանքով առաջացած ռեակտիվ թթվածնի ձևերից: Հետազոտողները պարզել են.

• Քարաքոսերի վերին շերտն ավելի մուգ է, նման մարդու «արևայրուքին», ինչը ուժեղացնում է պաշտպանությունը:
• Սնկերն ու ջրիմուռները առանձնացնելիս ջրիմուռները մահանում էին UVC-ի ազդեցությունից րոպեների ընթացքում, մինչդեռ սիմբիոզում նրանք գոյատևում էին սնկերի պաշտպանության շնորհիվ:
• Պաշտպանիչ շերտը, ամենայն հավանականությամբ, զարգացել է որպես UVA և UVB ճառագայթներից պաշտպանվելու կողմնակի էֆեկտ, այլ ոչ թե մասնավորապես UVC-ի դեմ, որն Երկրի վրա բացակայում է:

«Այս շերտը պաշտպանում է բոլոր բջիջները ներքևում՝ կանխելով վնասակար քիմիական ռեակցիաները», – բացատրել է Սանը:

Ինչո՞ւ է սա կարևոր այլմոլորակային կյանքի որոնման համար

UVC ճառագայթումը, որը բնորոշ է M և F դասերի տաք աստղերին, համարվում է էկզոմոլորակների վրա կյանքի համար հիմնական սպառնալիքներից մեկը: Այդպիսի աստղերը, որոնք ավելի պայծառ ու տաք են, քան Արևը, արձակում են հզոր UVC բռնկումներ, որոնք կարող են ոչնչացնել ԴՆԹ-ն և խոչընդոտել բազմացմանը: Սակայն հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ քարաքոսերի նման օրգանիզմները կարող են հարմարվել նման պայմաններին՝ շնորհիվ պաշտպանիչ պիգմենտների:

Ջեյմս Ուեբի տիեզերական աստղադիտակի (JWST) գործարկումից հետո, որը կարող է ուսումնասիրել հեռավոր էկզոմոլորակները, հետաքրքրությունը տեղափոխվել է Մարսից դեպի հեղուկ ջուր և մթնոլորտ ունեցող մոլորակներ: Մոհավեի էքստրեմալ պայմաններում գոյատևող քարաքոսերը ծառայում են որպես ֆոտոսինթեզ իրականացնող օրգանիզմների մոդել, որոնք կարող են գոյություն ունենալ ժայռոտ էկզոմոլորակներում: «Այդ մոլորակները կարող են լի լինել գաղութային միկրոօրգանիզմներով, որոնք, ինչպես քարաքոսերը, պաշտպանված են UVC սթրեսից», – նշել է Սանը:

Համատեքստ. կյանքը էքստրեմալ պայմաններում

Քարաքոսերը վաղուց համարվում են Երկրի վրա կյանքի «ռահվիրաներ»՝ ընդունակ գոյատևելու այնպիսի պայմաններում, որտեղ այլ օրգանիզմներ մահանում են: Օրինակ.

• Նրանք բարգավաճում են Անտարկտիդայում՝ դիմակայելով մինչև -40°C ջերմաստիճաններին և ծայրահեղ չորությանը:
• Միջազգային տիեզերական կայանում (ՄՏԿ) անցկացված փորձերի ժամանակ քարաքոսերը գոյատևել են բաց տիեզերքում՝ տիեզերական ճառագայթման ազդեցության տակ:
• Նրանց սիմբիոտիկ բնույթը թույլ է տալիս արդյունավետ օգտագործել ռեսուրսները, ինչպիսիք են լույսը և խոնավությունը:

Նոր հետազոտությունը հաստատում է, որ նրանց UVC-ի նկատմամբ դիմակայությունը դարձնում է նրանց իդեալական մոդել այլմոլորակային կյանքի ուսումնասիրության համար: Սա համընկնում է JWST-ի վերջին հայտնագործությունների հետ, օրինակ՝ TWA 7b էկզոմոլորակի հայտնաբերումը, որը գտնվում է CE Antliae աստղի պրոտոմոլորակային սկավառակում: Նման մոլորակները կարող են ունենալ պայմաններ, որտեղ քարաքոսանման օրգանիզմները կարող են գոյատևել:

Հեռանկարներ և մարտահրավերներ

Հետազոտությունը բացում է աստղաբիոլոգիայի նոր ուղղություններ.

• Կենսանշիչներիորոնում: Գիտնականները կարող են սպեկտրոսկոպիայի միջոցով էկզոմոլորակների մթնոլորտներում փնտրել քարաքոսերի նման պիգմենտներ:
• Լաբորատորփորձեր: Ճառագայթման նկատմամբ դիմացկուն այլ օրգանիզմների, ինչպիսիք են ցիանոբակտերիաները, երկարաժամկետ փորձարկումները կարող են ընդլայնել հարմարվողականության մասին հասկացությունները:
• Էկզոմոլորակներիառաքելություններ: Ապագա աստղադիտակները, ինչպիսին է Nancy Grace Roman-ը, կարող են բացահայտել մոլորակներ՝ քարաքոսանման կյանքի համար հարմար պայմաններով:

Սակայն կան նաև սահմանափակումներ: Քարաքոսերի UVC-ի նկատմամբ դիմակայությունը կախված է նրանց սիմբիոտիկ կառուցվածքից, և պարզ չէ, թե արդյոք կյանքի այլ ձևեր կարող են զարգացնել նման մեխանիզմներ: Բացի այդ, բարակ մթնոլորտով կամ առանց դրա էկզոմոլորակները կարող են ավելի քիչ պաշտպանված լինել, քան Երկիրը, ինչը բարդացնում է նույնիսկ հարմարված օրգանիզմների գոյատևումը:

Եզրակացություն

Քարաքոսերի UVC ճառագայթման նկատմամբ դիմակայության հայտնագործությունը փոխում է տիեզերքում կյանքի հնարավորությունների մասին մեր պատկերացումները: Նրանց գոյատևելու և էքստրեմալ պայմաններում վերականգնվելու կարողությունը ցույց է տալիս, որ ֆոտոսինթեզ իրականացնող օրգանիզմները կարող են բարգավաճել նույնիսկ աստղերի մահացու ճառագայթման պայմաններում: Այս հետազոտությունը, ոգեշնչված անապատային քարաքոսերի «արևայրուքով», մեզ ավելի է մոտեցնում այն հարցի պատասխանին, թե որտեղ կարող է գոյություն ունենալ կյանք Երկրից դուրս: Ինչպես նշել է Թեջինդեր Սինգհը, «կյանքը, մեկ անգամ առաջանալով, ձգտում է դիմակայել», և քարաքոսերը դրա վառ օրինակն են: