24.09.2025 –, Стенд-холл 1 (коридор 3 этажа)
В настоящее время одним из ключевых направлений астробиологии стала оценка влияния различных космических факторов на микроорганизмы. Определение пределов устойчивости к данным условиям необходимо для понимания процессов трансформации микробного сообщества в открытом космосе, что важно при планировании долгосрочных экспедиций и миссий, а также при оценке рисков «прямых» и «обратных» загрязнений планет различными микроорганизмами. В качестве модельного объекта для исследования воздействия космических факторов на прокариотные сообщества могут быть выбраны почвы, как основной пул микроорганизмов в биосфере. Изучение биоразнообразия и физиологической активности микроорганизмов в экспонированной на низкой околоземной орбите (НОО) почве – важный шаг к пониманию возможности создания замкнутых экологических систем в космических аппаратах и будущих внеземных колониях. Целью исследования являлась оценка влияния двухлетней экспозиции на внешней обшивке Международной космической станции на прокариотное сообщество серой лесной почвы. Объектами исследования выступили образцы почвы (0–10 см) из широколиственного леса в окрестностях Пущино. После подготовки (высушивание, асептичное измельчение до 1 мм) образцы были упакованы в стерильные полипропиленовые пакеты с порами 0,2 мкм. Пакеты помещались в специальные контейнеры с обеспечением стерильности внутренней поверхности и прямого взаимодействия с атмосферой. Контейнеры монтировались на внешней обшивке МКС в экспозиционных установках ИМБП РАН, что обеспечивало воздействие полного комплекса факторов открытого космоса (исключая УФ-излучение). Срок экспозиции составлял 2 года. Для определения численности бактерий в почвенных образцах был применен метод эпифлуоресцентной микроскопии с интеркалирующим красителем акридиновым оранжевым. С целью оценки количества жизнеспособных, культивируемых бактерий использовали метод посева на плотные питательные среды. Инкубацию посевов осуществляли при двух различных температурах: 10 и 25°C. Оценка функционального разнообразия микробных сообществ почвы проводилась с применением метода мультисубстратного тестирования (МСТ), основанного на изучении спектров потребления субстратов. Исследование in vitro стрессоустойчивости бактериальных изолятов включало определение спектров толерантности к температуре, pH и осмотическому стрессу. Значения общей численности прокариотных клеток находились в диапазоне (8,5 – 8,6) × 10^8 клеток/г. Наблюдается отсутствие статистически значимых различий между общей численностью прокариот в образцах серой лесной почвы всех вариантов опыта, что может говорить о незначительном влиянии эффекта совокупных условий низкой околоземной орбиты на число прокариотных клеток. Существенное снижение численности культивируемых бактерий в 10 – 100 раз в экспонированных пробах по сравнению с контрольными вариантами может свидетельствовать об угнетении культивируемых бактериальных комплексов при воздействии стрессовых условий открытого космоса. Мультисубстратное тестирование выявило снижение потенциальной метаболической активности почвенных микробных сообществ после экспонирования в условиях НОО, при сохранении относительно равномерной представленности представителей различных трофических групп в составе сообществ. На уровне классов биоорганических соединений отмечается изменение «стратегий потребления» исследуемых бактериальных сообществ в сторону потребления наиболее энергетически эффективных субстратов. Было установлено, что все выделенные бактериальные изоляты, независимо от температурных условий их первичного выделения и типа образцов серой лесной почвы, продемонстрировали способность к росту на питательных средах при температуре 25°C. Стоит отметить, что 50% и более штаммов в составе комплексов, выделенных из серой лесной почвы во всех экспериментальных вариантах, демонстрируют активный рост во всем диапазоне исследованных температур (от 10 до 45°C). Все штаммы, выделенные из изученных микробных сообществ, проявляли максимальную активность при нейтральном рН 7. Психротолерантные штаммы экспонированных образцов проявляют большую устойчивость по сравнению с мезофильными.
астробиология, космос, почвенный микробиом, экстремофилы
Белов А.А., Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Чепцов В.С., Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова