Реферат на тему Космічна мікробіологія - Астрономія, авіація, космонавтика - Реферати - Каталог статей

Успіхи сучасної науки і техніки дають під-ставу припустити, що вже через кілька років космонавти висадяться на Місяці. На Марс вони, мабуть, потраплять через кілька десяти-літь. Ще більш довгі строки потрібні для здійснення мандрівок на інші планети Соняч-ної системи. Проте, не очікуючи того момен-ту, коли нога людини ступить на поверхню не-бесних тіл, уже зараз провадяться різносторонні дослідження з метою одержання не тіль-ки непрямих, а й прямих даних відносно мож-ливого існування життя поза Землею. У цих дослідженнях найбільш активну участь бере космічна мікробіологія (назву запропонували М. М. Жуков-Вережников і його співробітни-ки). Ця галузь мікробіології прилягає до ек-зобіології, але обмежує об'єкти свого дослід-ження тільки мікроскопічними організмами в космосі. Мікробіологічні дослідження метеоритів Влітку на нічному безхмарному небі часто можна спостерігати вогняні сліди, які залиша-ють «падаючі зірки» — метеорити. Більшість астрономів вважає, що це уламки небесних тіл, які існували раніше. Метеорити носяться у міжпланетному просторі навколо Сонця, ут-ворюючи пиловидні хмари. На світанку або після заходу Сонця метеоритний пил, освітле-ний сонячними променями, слабо світиться. Це зодіакальне світло віддавна привертало увагу людини. Щосекунди частинки метеоритної матерії нескінченним потоком вторгаються в земну ат-мосферу. Щодоби Земля приймає значну масу цієї космічної речовини. Більша її частина складається з крихітних частинок, вимірюва-них мікронами. В той же час зустрічаються крупні метеорити різних розмірів, що досяга-ють десятків тонн перетинаючи земну орбіту, ці «гості з космосу» мчать з швидкістю, що в кілька раз перевищує швидкість космічних ко-раблів. При зіткненні із земною атмосферою поверхня метеоритів і частинок повітря, що до неї прилягають, нагрівається до кількох ти-сяч градусів і світиться. Дрібні метеорити повністю згоряють і випаровуються. Більш крупні обпалюються тільки з поверхні і пада-ють на Землю. За своїм складом метеорити підрозділяють-ся на кам'яні, залізні і залізокам'яні. Найбіль-ше падає на Землю кам'яних метеоритів, що містять численні дрібні включення нікелевого заліза. Залізокам'яні метеорити містять знач-ніші включення цієї сполуки. В залізних ме-теоритах нікелеве залізо проходило стадію впливу температури понад 1500° С, а потім на протязі десятків мільйонів років розплавлена маса охолоджувалась і зазнавала кристаліза-ції, Особливий інтерес становлять вуглисті хон-дрити, які відносяться до кам'яних метеоритів. Вони, крім заліза, містять сірку, зв'язану воду і до 2—3% вуглецю у вигляді різних органіч-них сполук. Доведено вміст у вуглистих хонд-ритах високомолекулярних парафінових вуглеводній які нагадують вуглеводні гірського воску — озокериту, а також органічних спо-лук, що містять кисень. У 1960 р. під дією чотирихлористого вуглецю з вуглистого хондри-ту Маррей учені одержали витяжку, в якій виявили вуглеводневі сполуки, що містили 10— 15 атомів вуглецю, а також органічні кисло-ти, ароматичні та гетероциклічні сполуки. Там же була знайдена речовина, що нагадувала цитозин — одну із складових частин нуклеїно-вих кислот. За даними Кейці-Графа, вуглеводні метеоритів належать до двох груп — озокеритів і асфальтів. Озокерити складаються майже ви-ключно з твердих парафінів. Елементарний склад органічних речовин у метеоритах такий (у процентах): вуглецю — 24,2, водню — 8,і, азоту — 4,0, сірки — 8,7, хлору — 5,8, кисню — 48,9. За своїм складом і структурою метеори-ти нагадують земну гірську породу — туфи. Крупні метеорити одержують назви тих на-селених пунктів, біля яких вони впали. Космічне походження метеоритів давно привертало увагу дослідників, які цікавились не тільки хімічним і мінералогічним складом інших планет, а й питанням про існування на них живих організмів. Пошуки мікроорганізмів у метеоритах роз-почалися ще у другій половині минулого сто-ліття. У 1861 р. поблизу французького селища Оргейль упав крупний метеорит. Луї Пастер сконструював спеціальний зонд для стериль-ного набору проб із внутрішніх частин цього метеорита. Проте посів на живильні середови-ща не дозволив т виявити життєздатні мікро-організми. Пізніше, у 1932 р., Ц. Ліпман, ре-тельно знезаразивши поверхню різних метео-ритів, знайшов у .глибині їх значну кількість бактерій. Серед обстежених ним метеоритів, що містили бактерії, був і залізний хондрит Оргейль, в якому Пастер даремно шукав наяв-ність мікробів. ^ У 1961—1962 рр. У. Хенессі, Б. Неджі і Дж. Клаус виявили в тому ж метеориті Ор-гейль, а також у хондритах Мігеї, Івука та ін. овальні утворення, що нагадували спори водоростей. Деякі з цих утворень забарвлювались фарбами, що застосовуються в мікробіології, і давали позитивну реакцію за Фельгеном, характерну для дезоксирибонуклеїнової кислоти. Вчені, що досліджували овальні утворення, віднесли ці «організовані еле-менти» до викопних мікроорганізмів позазем-ного походження. Такий висновок зустріли критично. Була висловлена думка, що обсте-жені названими вище американськими вчени-ми метеорити, які пролежали багато років у Нью-Йоркському музеї, були забруднені зем-ними мікробами. У 1961 р. Ф. Сіслер виділив з вуглистого хондриту Маррей кілька бактерій, які росли на живильних середовищах, але не розвива-лись при введенні їх в організм щурів, мишей і курей. М. Н. Брігс не підтвердив цих даних. Брігс і співробітники знайшли в метеориті Мокойя органічні тільця розміром від 1 до 25 мк, які забарвлювались, але не рослина різних живильних середовищах, вживаних для мікро-організмів. Водяні витяжки з цих тілець були оптично неактивними. Ізотопний аналіз (кіль-кісне відношення вуглецю з атомною вагою 12 до вуглецю з атомною вагою 14) не дозволив вирішити, чи мали ці тільця відношення до живих організмів. У Радянському Союзі також провадились пошуки мікробів у метеоритах. Ч. Байрієв і С. Мамедов у 1962 р. виявили в уламку Сіхоте-Алінського залізного метеорита через 15 років після його падіння «термофільну метео-ритну паличку», яка витримувала високу тем-пературу. Відомо, що спори деяких бактерій дуже стійкі до дії високої температури. Такі бактерії зустрічаються в різних ґрунтах і гір-ських породах, зокрема в озокеритах. Про-те це ще не є доказом їх позаземного поход-ження і вимагає всебічного наукового дослід-ження/ З якою обережністю треба* ставитися до сенсаційних повідомлень про виявлення в ме-теоритах мікробних мешканців космічних сві-тів, свідчить дослід, проведений радянськими мікробіологами. Для вирішення питання про можливість забруднення метеоритів земними мікробами О. Імшенецький і С. Абизов у му-фельній печі при 400° С протягом 10—12 год. піддавали стерилізації мінерали (туф, вапняк, граніт), близькі за складом до різних метеори-тів. Потім частину зразків закладали в оран-жерейний грунт на глибину 10 см. Через різ-ний час (від восьми днів до шести місяців) поверхню видобутих зразків ретельно стерилі-зували, а потім з центральної частини спеці-альним свердлом брали проби. Посів їх на вживані в мікробіологічній практиці живиль-ні середовища виявив ріст мікроорганізмів. У той же час в контрольних зразках метеори-тів, що зберігалися у стерильних умовах, мік-роби жодного разу не були знайдені. Таким чином, грунтові земні мікроорганізми знайшли спосіб проникнути всередину зразків даних гірських порід. Метеорити були і залишаються важливим об'єктом мікробіологічного дослідження при розробці проблеми існування позаземного жит-тя. Але для того щоб одержувані дані були вірогідними, необхідне додержання суворих умов, що виключають можливість забруднення метеоритів. Треба знайти спосіб «ловити» метеорити до того, як вони проникнуть в атмосферу Землі. Це можна буде зробити за допомогою штучних супутників, обладнаних відповідною апаратурою. Одержані таким чи-ном навіть дрібні метеорити були б придатні для мікробіологічного аналізу. Адже в умовах відсутності атмосфери вони б не нагрівалися до температури, при якій гинуть мікроорганіз-ми. Було запропоновано брати для аналізу тільки такі метеорити, які падають на скелі, кам'янистий грунт або на сніг в Арктиці і Ан-тарктиці,— тобто тоді, коли вони не торкаються вологого ґрунту, їх треба вивчати якомога швидше після приземлення. Поряд з мікроско-пічним аналізом необхідно робити посіви з ви-користанням широкого набору живильних середовищ. Для забезпечення повної стериль-ності метеорита О. Імшенецький і С. Абизов використали спеціальний бокс, обладнаній свердлильним пристроєм (рис. 2). На метеори-ті не повинно бути мікроскопічних пор і трі-щин, куди могла б проникнути земна волога. У зв'язку з цим можна навести такий приклад. Мікробіологічному аналізу піддавали зразки вугілля, взяті з природних відкладень на знач-ній глибині. Після цього в одних зразках були знайдені живі мікроорганізми, а в інших вони були відсутні. Мікроскопічний аналіз встано-вив, що на зразках з мікробним населенням були мікротріщини, куди могла потрапити во-да з відкладень, розміщених вище. Моделювання умов, що Існують на інших планетах Одним із способів розв'язання питання про .можливість життя на інших планетах е спосіб штучного відтворення в лабораторіях фізич-них і хімічних умов, що існують на цих пла-нетах, і культивування мікроорганізмів у по-дібних умовах. Мікроорганізми використову-ються в таких дослідах як біологічні об'єкти, що відзначаються великою пристосованістю і-високою стійкістю до несприятливих факторів зовнішнього середовища. Слабкий бік моделю-вання — це не досить точне і повне знання умов,, що існують навіть на найближчих до Землі планетах Сонячної системи. Особливу увагу привертає Марс, який за своїми фізичними властивостями більше схо-жий на Землю, ніж інші планети. Тому ряд дослідників провів досліди по вирощуванню мікроорганізмів, моделюючи умови на Марсі. : Д. П. Морріс і Д. Е. Бейшер (І958 р.) зара-жали червоний пісковик і лаву різними мікро-організмами (бактеріями, актиноміцетами, грибами), що утворювали і не утворювали спори, які розвивалися при доступі повітря (аероби) і в його відсутність (анаероби). Вказані гірські породи вміщували у спеціальні посу-дини. З посудин викачували повітря і вводили туди газоподібний азот, поки не встановлював-ся тиск 65 мм ртутного стовпчика. Вологість внесених порід не перевищувала 1%. Вдень посудини перебували при температурі близько 25°, а вночі їх розміщували в холодильнику з температурою —25° С. Досвід тривав 10 місяців. Через певний проміжок часу проводили кількісне визначення внесених мікроорганіз-мів. Виявилось, що кількість аеробів поступо-во зменшувалась. В той же час анаероби (обов'язкові або факультативні) виживали, а деякі з них навіть розмножувались. І. А. Коойстра, Р. Р. Мітчел і X. Страгхолд (1958 р.) помістили чотири зразки чер-воної глини з пустелі Арізони разом з мікроор-ганізмами, що в них містилися, в закриті по-судини, тиск азоту в яких встановлювали на рівні 54,1 мм ртутного стовпчика. Вологість глини доводилася до 1 %. На протязі 15 год. на добу посудини перебували при температурі — 22° С. У момент ставлення досліду, а потім че-рез один, два і три місяці визначали кількість мікроорганізмів у глині. У трьох зразках глини кількість мікроорганізмів зростала. Лише в од-ному зразку вона збільшувалась на протязі двох місяців, а через три місяці знизилась. Е. Хаврилевич, Б. Говей і Р. Ерліх (1962 р.) провадили експерименти з хвороботворними бактеріями: неспоровою факультативне анаеробною і споровою. Бактерії вносили у подрібнену простерилізовану лаву. Одну серію пробірок з цим матеріалом запаювали в умо-вах вакуума, другу — після введення у пробір-ки азоту (65 мм ртутного стовпчика), а з тре-тьої серії пробірок викачували частину повіт-ря доти, поки тиск не падав до 65 мм ртутного стовпчика. Частину запаяних пробірок витри-мували при 25°, і вони були контролем; іншу частину пробірок ставили в умови температу-ри, що змінюється: 16 год. при 25° і 8 год. при —25° С. Клітини неспорової бактерії збе-рігали життєздатність на протязі восьми мі-сяців, але у вакуумі і при щоденній зміні тем-ператур кількість клітин, що вижили, різко зменшувалась. Спори другої бактерії зберегли життєздатність в усіх варіантах досліду на протязі десяти місяців. Хвороботворні власти-вості обох бактерій знизились. Г. Л. Робертс (1963 р.) спори анаеробної бактерії наносив на фільтрувальний папір, розміщений на поверхні зразка червоної лави. Остання подрібню-валась, висушувалась і стерилізувалась, її во-логість доводилась до 0,2%. У посудини, куди поміщали лаву з бактеріальними спорами, на-гнітали суміш газів, яка складалася з 93,54% азоту, 4,24% аргону, 2,21% вуглекислого га-зу і 0,01% кисню. Загальний тиск газів стано-вив 65 мм ртутного стовпчика. Температура змінювалась від 23° до —25° С. Через сім і чо-тирнадцять діб у посівах були виявлені спори і звичайні (вегетативні) клітини, а через ЗО діб — лише вегетативні клітини взятої бакте-рії. Ці дані доводять, що зазначені умови ви-явились придатними не тільки для виживання, а й для проростання спор. Е. Пекер, С. Шер і С. Сеген (1963 р.) зібра-ли зразки грунтів із різних місць з низькою кількістю опадів. Ці зразки висушили до по-вітряно-сухого стану, а мікроорганізми, що в них містилися, були піддані дії таких умов: кожні 12 год. температура — 60° С змінюва-лась на температуру 20°; вміст газів у атмо-сфері складав 95% азоту і 5% вуглекислоти; тиск газів досягав 0,1 атм. Крім того, взяті зразки з мікроорганізмами, що в них містили-ся, піддавались опроміненню ультрафіолетови-ми променями (доза 10 ерг на квадратний сан-тиметр поверхні). Результати показали, що деякі мікроорганізми виживали на протязі більше шести місяців. У 1965 р. Ф. Джексон і Р. Мур використа-ли ряд мікроорганізмів, які вносились у пісок з додаванням до нього різних кількостей мі-нералу лімоніту, багатого на окис заліза. Во-логість цього субстрату була знижена до 1%. Атмосфера складалася з молекулярного азо-ту і слідів кисню та вуглекислого газу (тиск 75 мм ртутного стовпчика). Добові коливання температури були ще більш різкими, ніж у дослідах інших авторів: від 25° до —76° С. Лімоніт несприятливо впливав на виживан-ня мікроорганізмів. При його відсутності або незначному вмісті у субстраті деякі неспорові бактерії виживали на протязі всього 30-добового досліду, а кількість клітин деяких спосені мікроскопічні водорості, джгутикові най-простіші і коловертки загинули. Із узятих мікробів імітовані марсіанські умови краще переносили форми, що утворю-ють пігменти. Дослідники висловлюють при-пущення, що на Марсі можуть переважати організми, пігменти яких захищають їх від впливу найбільш згубного фактора — соняч-ної радіації. Наведені дині свідчать, що умови дослідів у різних дослідників були не зовсім однакови-ми. Це пояснюється деякими розходженнями, які існують у поглядах астрономів на склад атмосфери Марса. Так, за В. Г. Фесенковим, кисню в ній менше 0,1%, за Н. Н. Ситинською — 0,15% порівняно із земною атмосфе-рою (20,94%), а за М. П. Барабашовим — 0,1% від об'єму всіх газів у марсіанській атмосфері. Дослідження, проведене під час польоту амери-канської космічної лабораторії «Марінер-ІУ», що наблизилась до Марса на відстань коло 9000 км, внесли точність у питання: в атмо-сфері цієї планети кисень повністю відсутній. Таким чином, праві були ті мікробіологи, які у дослідах моделювання застосовували суворо анаеробні умови. Щодо вологості астрономи зійшлися на то-му, що водяної пари в марсіанській атмосфе-рі надзвичайно мало, отже, застосовуваною методикою спектроскопії виявити її не можна. Проте посереднім шляхом вони припускають там наявність пароподібної води. Це підтверд-жують білі шапки біля полюсів планети. Ці шапки (складаються вони, мабуть, із снігу або інею) під час марсіанського літа зменшують-ся, а іноді зовсім зникають. Беруться також до уваги спостережувані на Марсі білі хмари, а також ранкові й вечірні тумани. За В. Г. Фесенковим і С. Сегеном, вміст водяної пари в ат-мосфері Марса не повинен перевищувати 0,1%, а за Н. Н. Ситинською — 1 % порівняно із земною атмосферою. Азот вважають найбільш поширеним газом в атмосфері Марса. Його об'єм складає 98,5% (в атмосфері Землі міститься 78,08% азоту). Атмосферний тиск на поверхні Марса вва-жають рівним 65 мм ртутного стовпчика. Дані, одержані при польоті «Марінера-ІУ», свідчать про те, що атмосферний тиск там нижчий, не більше 2—3% земного. Астрономи припускають, що добове коли-вання температури на екваторі цієї планети відбувається в інтервалі від 25° до —70° С і досягає ще менших величин на полюсі. Таким чином, умови, що створюються у до-слідах по моделюванню марсіанських умов, у більшій або меншій мірі відповідають тим уяв-ленням, які існують в астрофізиці. Тому можна з певним ступенем імовірності припустити, що на Марсі можливе життя організмів, які за своїми властивостями нагадують деяких зем-них бактерій. З метою наближення до умов на Юпітері С. М. Сігел і С. Гімарро поміщали лишайники, кактуси та інші рослини, що здатні рости при низькій вологості, в герметичну камеру, в якій була створена атмосфера з суміші метану, вод-ню і аміаку. Через два місяці на листі цих рос-лин були знайдені життєздатні бактерії. Вия-вилося, що деякі мікроорганізми здатні роз-множуватися в атмосфері, яка містить від 5 до 95% аміаку. Досліди по моделюванню дають підставу гадати, що якби деякі земні бактерії опинили-ся на Марсі, то вони могли б там вижити і на-віть розвиватися. Ставлення мікроорганізмів до екстремальних умов Фізичні і хімічні умови на Марсі суворі порівняно із земними. Проте вони досить «м'я-кі», якщо їх зіставити з умовами на деяких ін-ших планетах і в космічному просторі. Тому великий інтерес являє ставлення земних мік-роорганізмів до екстремальних (найбільш суворих) умов зовнішнього середовища. Високий вакуум. Розвиток техніки одержання високого вакуума дозволив визна-чити вплив наднизького тиску на мікроорганіз-ми. Ф. Мореллі довів, що не тільки спороутворюючі, а й неспороносні бактерії добре виживали на протязі 35 діб при тиску 10~8 — 10~9 (одна стомільйонна — одна мільярдна) мм ртутного стовпчика. Об'єктом дослідження О. Імшенецького, М. Богрова і С. Лисенка був ряд бактерій, що утворювали і не утворювали спор, а також гри-би. Цими мікроорганізмами просочували смужки фільтрувального паперу, які потім ви-сушували спочатку при 40° С, а далі над про-жареним хлористим кальцієм. Після цього їх поміщали на 72 год. при температурі —23° С у високовакуумну установку під тиском 10~~8— 10~9 мм ртутного стовпчика. В цих умовах всі взяті мікроорганізми зберегли життєздатність, а спори грибів вижили навіть краще, ніж при нормальному атмосферному тиску. Найбільш високий вакуум (3,6*10~10 мм ртутного стовпчика) був застосований у дослі-дах Д. М. Портера, Д. Р. Спікера, Р. К. Хофмана і X. Р. Філіпса. Спори, а також не спороносні мікроби залишались живими на протязі п'яти діб. Ця надзвичайно велика стійкість, яку ви-являли мікроорганізми, дає підставу гадати, що і вакуум, існуючий у космічному просторі (порядку 10~16 мм ртутного стовпчика), також не буде згубно впливати на них. Радіоактивне випромінювання. Деякі мікроорганізми виявляють надзвичайну стійкість до дії іонізуючої радіації. Живі мікроорганізми знайдені у відходах і на стінках атомного реактора. Рентгенівські промені діють силь-ніше, але й вони в дозах 0,5—1,0 млн. рад не вбивають деяких бактерій. До такого висновку дійшли С. Ж. Данн, В. Л. Кембелл та ін. Ультрафіолетове випроміню-вання Сонця у відсутності озонного екрана вбиває не тільки вегетативні клітини, а й спори бактерій. Проте якби останні перебували не на поверхні, а всередині великих частинок косміч-ного пилу і тим більше у внутрішній частині метеоритів, то вони були б захищені від уль-трафіолетової радіації. Про це можна судити з результату, одержаного О. О. Імшенецьким у такому досліді. Дрібні мінеральні частинки були змішані із спорами бактерій і розпилені у повітрі, Контролем були ті ж спори, але роз-пилені без мінеральних частинок. Виявилось, що мінеральні частинки захистили спори від згубного впливу ультрафіолетових променів. Досліди, проведені на радянських косміч-них кораблях, показали, що іонізуюча радіа-ція не виявляє несприятливого впливу на бак-терії. Під дією слабких доз іонізуючої радіації деякі бактерії і найпростіші стають більш стійкими і здатні витримувати потім високі до-зи цієї радіації. Інструментальні пошуки позаземного життя Зараз учені приділяють велику увагу під-готовці до досліджень, які дозволять з'ясувати, чи існують мікроскопічні живі істоти на інших планетах. З цією метою передбачається заки-нути на Марс та інші планети спеціально скон-струйовані автоматично діючі прилади, пока-зання яких передаватимуться на Землю. Прилад працює як витяжний вентилятор. Всмоктувані частинки пилу потрапляють до камери з живильним середовищем, що міс-тить сполуку флуоресцеїну з аденозинтрифосфорпою кислотою. Якщо в пилу містяться жит-тєздатні організми, які утворюють фермент фосфатазу, то, розмножуючись, вони розкла-датимуть вказану сполуку. Це приведе до ви-вільнення флуоресцеїну і виникнення флуорес-ценції, яка буде телсметрично уловлюватися наземними спостерігачами. Ав-тори (співробітники відділу екзобіології Стенфордського університету в Каліфорнії) ви-ходили, мабуть, з того, шо аденозинтрифосфорна кислота є універсальним джерелом енер-гії як для земних, так і для га-даних неземних мікроорганіз-мів. Тому відповідній фосфа-тазі належить віддати перева-гу перед іншими ферментами. «Гуллівер» — прилад, на-званий на честь головного ге-роя твору великого англійсько-го письменника Дж. Свіфта «Мандри Гуллівера». Автор зо-бразив Гуллівера першовідкри-вачем нових фантастичних кра-їн, населених дивовижними мешканцями. Після того як прилад буде скинуто з кос-мічного корабля (на парашуті або в капсулі) і він м'яко торкнеться поверхні Марса, спрацює ударник, який розіб'є ампули із слабкою кис-лотою і з живильним середовищем, що містить радіоактивний атом вуглецю. Вміст обох ампул змішається, і кислота витіснить радіоактивний вуглекислий газ (СІ4О2), що утворюється в середовищі від саморозкладу радіоактивного вуглецю під час польоту корабля. Цей витісне-ний газ буде випущений в атмосферу планети. В той же час два метальні пристрої, вмонтова-ні в капсулу приладу, скинуть два шнури (довжиною 23 фути кожний), покриті слизуватою речовиною (силіконом). Шнури торкнуться поверхні грунту, частинки якого прилипнуть до них. Потім відкриється вхід до камери інкуба-ції, яка містить живильне середовище, і шнури будуть втягнуті туди. За допомогою термостата підтримуватиметься температура трохи вище точки замерзання рідини. Якщо в зібраних частинках грунту знаходитимуться мікроорга-нізми, здатні розмножуватися за цих умов, то виділиться радіоактивний вуглекислий газ. У культуральну камеру вмонтовано детектор бета-променів, покритий гідратом окису барію. При взаємодії з вуглекислим газом утворюєть-ся радіоактивний вуглекислий барій. Через кожні 15 хв. ступінь радіоактивності у детекторі відображуватиметься на шкалі і одер-жані дані по радіо передаватимуться на Зем-лю (Г. В. Левін, А. Н. Хейм, І. Р. Кленденінг і М. Ф. Томсон). Автори виходили з передбачення, що мар-сіанські мікроорганізми, коли вони існують, у фізіолого-біохімічному відношенні істотно не відрізняються від земних мікробів і можуть серед багатого асортименту живильних речо-вин у вказаному середовищі знайти підхожі джерела живлення. Застосовувані мічені спо-луки повинні містити ізотопи, які можуть бути використані багатьма мікроорганізмами і від-значаються стабільністю. Із органічних сполук, що містять радіоактивний вуглець С14, були ви-пробувані мурашина кислота, глюкоза, оцтово-кислий натрій, піровинограднокислий натрій, гліцин, дріжджевий екстракт, а також цистеїн, який містить радіоактивну сірку S35. У досліді з кишковою паличкою найбільш задовільний результат було одержано при використанні мі-чених мурашиної кислоти і глюкози при рівні активності 5 мккюрі на 1 мл середовища. Для контролю була запропонована та ж сама каме-ра інкубації, але з доданням в живильне сере-довище антиметаболіту — речовини, що пригні-чує розмноження мікроорганізмів. Якщо запущений на Марс експериментальний прилад дозволить виявити діяльність мікроорганізмів, а в показаннях контрольного приладу вона буде відсутня, то це підтвердить існування життя на Марсі. В той же час ріст мікробів і в дослідному і в контрольному приладах можна буде розглядати як доказ того, що мікроор-ганізми Марса стійкі до дії антиметаболіту. Прилад з усім його вмістом піддається стери-лізації. Перевірка дії «Гуллівера» в земних умовах пройшла успішно. У кабіні другого радянського космічного корабля поряд з іншими біологічними об'єкта-ми перебувала культура маслянокислих бак-терій. Розмножуючись на середовищі з сахарами при відсутності вільного кисню, ці анаеробні бактерії викликають бродіння сахарів з ут-воренням газоподібних продуктів — вуглекис-лого газу і водню. Це приводить до збільшення тиску до 5 атм і вище. В умовах космічного по-льоту бактерії розмножувались, і збільшення тиску в культурі реєструвалось наземними станціями. Для цього використовували біоло-гічну телеметрію. М. М. Жуков-Вережников з співробітниками використали систему біоелементів АМН-1 (рис. 9). Цей апарат являє со-бою металевий резервуар, що складається з двох камер. В одну з них, посівну (об'ємом 1 елі3), вноситься культура бактерії. У другу, культуральну (об'ємом 10 см3), поміщається живильне середовище. Камери розділені попе-речною скляною стінкою. В посівній камері зверху, а в культуральній знизу перегородки замінено гнучкими мембранами. Під час дії апарата автоматично замикало-ся електричне коло, спрацьовувало реле удар-ного пристрою, що розбивав скляну стінку, і спори бактерій потрапляли в живильне середовище. Два біоелементи перебували у спеціаль-ному термостаті, в якому підтримувалась тем-пература близько 37° С, а в двох інших біоелементах температура була така сама, як і в ка-біні корабля (17—20°). Гази, що утворилися в результаті життєдіяльності бактерій, прогина-ли мембрану, і це викликало замикання елек-тричного кола. Потім спрацьовувало реле ударних пристроїв. Наземна інформація улов-лювала сигнали про те, що спрацював ударний пристрій, далі — про включення термостата і, нарешті, про підвищення тиску в культураль-ній камері. І. Масон запропонував створити таку елек-тронну машину, яка, будучи доставлена на Марс, зможе автоматично здійснювати посіви марсіанського пилу на тверде живильне сере-довище, підраховувати кількість ростучих мік-робних колоній, а також передавати їх знімки засобами телебачення. На рис. 10 наведена схема універсального мікроскопа, запропонованого Дж. Ледербергом для виявлення мікроорганізмів на Марсі. Найважливіша частина цієї установки — автоматично діючий мікроскоп з ультрафіоле-товим освітленням і безперервним регулюван-ням фокусної відстані. Після «примарсення» атмосферний пил і частинки поверхневого ша-ру «грунту» збиратимуться на рухомій прозо-рій стрічці транспортера, яка підводиться до мікроскопа, а зображення передаватиметься засобами телеметрії на Землю. Спеціальна апаратура призначена для захисту мікроскопа і його вдалого розміщення, для фокусування, освітлення, після того як він потрапить па по-верхню планети. Цілком можливо, що запропонованим Ле-дербергом способом пощастить виявити на час-тинках «грунту» Марса чи в його атмосфері утворення, що нагадують спори або вегета-тивні клітини земних мікроорганізмів. У ґрун-товій мікробіології методи прямого мікроско-пування, запропоновані С. М. Виноградським, М. Г. Холодним та ін., знайшли широке засто-сування. Б. В. Перфильєв і Д. Р. Габе описали ряд нових видів мікробів тільки на підставі спостережень їх морфології в тонких капіляр-них трубках. Користуючись електронною мік-роскопією, Д. І. Нікітін, Л. В. Васильєва і Р. А. Лохмачова нещодавно виявили в грун-тах незвичайні форми організмів. Разом з тим мікробіологам доводиться зу-стрічатися з утвореннями, зовнішній вигляд яких не дозволяє впевнено вирішити, чи є вони мікроорганізмами чи лише схожі на них. Тому в приладі Ледерберга є пристрій для автома: тичного вирощування гаданих організмів на живильних середовищах і деяких автоматич-них хімічних аналізів цих середовищ. Розпочи-наючи пошуки живих мікроскопічних істот у Всесвіті, дослідники виходять з такого при-пущення: якщо поза Землею існують живі організми, то вони принципово не відрізняються зовні і за обміном речовин від земних мікро-організмів. Стерилізація космічних кораблів Висока стійкість земних мікробів до екс-тремальних факторів і надзвичайно сильно ви-ражена їх здатність до пристосування приму-шує з усією серйозністю підходити до питання про можливість занесення їх на інші планети. На поверхні космічних кораблів і всередині їх перебувають різні мікроорганізми. Тому мік-робне забруднення космосу під час польотів космічних кораблів цілком можливе. Небезпе-ка штучного мікробного обсіменіння є особ-ливо реальною, коли кабіна космічного кораб-ля або деякі предмети, що в ній перебувають, потрапляють на іншу планету. Поки що це сто-сується Місяця і Венери, проте за ними наста-не черга Марса та інших планет. Якби зане-сені космічними кораблями мікроби там роз-множились, назавжди була б утрачена можли-вість вирішити, чи існувало там життя до вторгнення земних мікроорганізмів.
1 2 3 4 5 Категория: Астрономія, авіація, космонавтика \| Добавил: Professor (02.06.2012)
Просмотров: 950 \| Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0


Имя *:
Email *:

Код *: