Знание-сила, 2001 № 12 (894)

О тайнах Юпитера расскажет Антарктида

Доктор биологических наук Сабит Салахутдинович Абызов

Московские микробиологи, исследуя лел Антарктиды, взятый с глу- – бины более 3600 метров, сделали сенсационное открытие. В кернах льда обнаружены «спящие» бактерии, дрожжи, грибы. Таким образом, доказано, что микроорганизмы способны сохранять свою жизнеспособность при низких температурах в течение десятков и сотен тысяч лет.

Бактериальная клетка с глубины свыше 2000 метров

Микроорганизм, обнаруженный на глубине 3611 метров

В Институте микробиологии РАН недавно успешно прошла защита докторской диссертации на тему «Микрофлора ледникового щита Центральной Антарктиды». Ее автор Сабит Абызов представил результаты многолетней работы, которые, по оценке специалистов, являются выдающимся научным достижением.

Сабит еще мальчишкой мечтал побывать в стране пингвинов. «Если очень захочешь, – улыбается он, – любая мечта исполнится». Что ж, его биография – подтверждение тому. Выпускник Нижегородского государственного университета, он занимался сельскохозяйственной, морской, а затем – с начала 60-х годов и космической микробиологией. Проверял, в частности, сенсационные публикации о том, что метеориты переносят живые микроорганизмы других планет. Эксперименты показали: желаемое выдают за действительность. Обнаруженные микробы оказались земными, теми самыми, что с почвенной влагой быстро проникали по мельчайшим трещинам в глубину метеоритов.

Однако было ясно: космическая среда не является препятствием для переноса микроорганизмов в состоянии анабиоза. Вот только сколько лет может длиться такой процесс? На этот вопрос ответа не было.

Молодой ученый поставил перед собой задачу – экспериментально проверить гипотезу о возможности существования в природе сверхдлительного анабиоза. Он был убежден: идеальным полигоном для этой цели служит далекая Антарктида. Ледяной шит шестого континента еще недавно считали безжизненным. Еще бы, в центральной части купола зимой морозы достигают 80 градусов Цельсия, и это при постоянных ветрах!.. Толщина ледникового покрова здесь превышает 3750 метров.

Позади семь экспедиций на полюс холода планеты. С. Абызов стал активным участником реализации российско-франко-американского проекта глубокого бурения ледникового покрова на станции «Восток». Вместе с коллегами из Санкт-Петербургского горного института и Арктического и Антарктического НИИ (СПб.) он разработал специальную технику и технологию для стерильного отбора проб из кернов льда для микробиологических исследований.

К настоящему времени на станции «Восток» пробурено пять скважин глубиной от 500 до 3623 метров. Взято более 800 микробиологических проб! Они подтвердили: отложения в глубине здешних ледников – уникальный исторический документ, свидетельство древних космических и земных событий. Сохраненные тысячелетиями в толщах льда пузырьки воздуха, вулканический пепел, микроорганизмы, споры и прочее – ценнейший материал для науки. Исследуя лед, возраст которого до 400 тысяч лет, С. Абызов обнаружил в нем жизнеспособные микроорганизмы. Об этом он доложил еще в 1978 году на XXI Международном симпозиуме COSPAR в Инсбруке (Австрия). В 1995 году ученый получил свидетельство об открытии явления сверхдлительного анабиоза у микроорганизмов.

Общий вид микробиологической буровой установки на станции «Восток»

С помощью передвижной микробиологической буровой установки из глубокой скважины извлекают напоминающий хрусталь ледяной столб. С большими предосторожностями, соблюдая строжайшие условия стерильности , из него выплавляют сердцевину При плавлении керна талая вода попадает в стерильные литровые колбы, которые тщательно запаивают. Сделано все, чтобы исключить их засорение посторонней микрофлорой. А дальше – дальняя дорога. Колбы с драгоценной жидкостью доставляют в Москву, в Институт микробиологии РАН.

Сабит Абызов в поисках живых микроорганизмов поначалу высевал талую воду на питательные среды. Его коллеги: старшие научные сотрудники Ирина Мицкевич и Маргарита Поглазова, исследуя бесценный груз, стали пропускать талую воду через бактериальные фильтры, изучая осадки с помошью флуоресцентной и сканирующей электронной микроскопии. Результаты превзошли все ожидания.

Ледниковая микрофлора оказалась схожей с той, что существует в наши дни. В пробах льда были обнаружены бактерии, скелеты одноклеточных водорослей, дрожжи, грибы, пыльца высших растений. Выявили даже новый для науки – антарктический вид микроорганизма, доказав, что толща льда может пополнить известный на сегодня генофонд микроорганизмов.

Как выяснилось, немалая часть микробных клеток, извлеченных из ледового плена, пробуждалась от тысячелетнего сна – начинала расти и делиться. Наибольшее разнообразие микрофлоры характерно для верхних, относительно молодых горизонтов. Однако, используя радиоизотопный метод, ученые установили, что жизнеспособные формы есть даже в ледовой толще на глубине свыше 3,5 километров. Живые микроорганизмы обнаружены и в самых древних слоях льда, возраст которых 300-400 тысяч лет!..

В настоящее время буровые работы приостановили на отметке 3623 метра. Дело в том, что скважина нависла над незамерзающим подледниковым озером «Восток». Его глубина – свыше 600 метров, возраст – около 1 миллиона лет. Здесь, как рассчитывают специалисты, могут сохраниться реликтовые формы жизни на планете. Вот почему нужна особая осторожность при контакте с ним, как бы ненароком не загрязнить воды озера. В нижних пробах льда, образованного из озерной воды, также обнаружены микробы – несколько сотен в 1 миллилитре ледниковой воды.

Бактериальная клетка на осколке панциря диатомовой водоросли. Обнаружена на глубине ледника 2300 метров

Ученые обратили внимание на любопытную закономерность. Сопоставив количество микроорганизмов и мельчайших частиц пыли в разных горизонтах льда с климатическими условиями на планете, они пришли к выводу: свидетельств давнего былого больше всего приходится на периоды глобального похолодания. И это объяснимо. В такое время воздух суше, обнажаются участки шельфа Мирового океана, ветры заносят больше частиц биологического происхождения на растущий ледник.

Открытие, сделанное Сабитом Абызовым и его коллегами, существенно расширяет наши познания о микробном мире. Новые возможности создаются для «реконструкции» давно ушедших, ископаемых форм жизни на Земле, разработки криотехнологий длительного хранения микроорганизмов, методов мониторинга окружающей среды.

Тот факт, что микроорганизмы способны находиться при низких температурах в анабиозе сотни тысяч лет, позволяет по-новому взглянуть на проблемы внеземной жизни. Реальной выглядит возможность «экспорта» и «импорта» жизни в межпланетном пространстве.

Действительно, лед способен послужить удобным космическим транспортом для живых клеток. В законсервированном виде, в состоянии сверхдлительного анабиоза они, надежно защищенные от жесткой космической радиации и сухости, могут путешествовать в космическом пространстве десятки и сотни тысяч лет.

«Ледниковый щит Антарктиды, – считает С. Абызов, – идеальный объект, прекрасная модель для исследования возможностей внеземной жизни и переноса жизни в космосе». Именно здесь, убежден он, можно найти разгадку тайн ледяных шапок Марса, спутников Юпитера – Европы, Ганимеда, Каллисто, моря которых покрыты льдом, состоящим изо льда ядер комет. Кто знает, какие необычные открытия ждут тех, кто будет исследовать толщи того же марсианского льда?