1-qism. Yerdagi bakteriyalar qanday qilib “elektron lift”da XKS va undan olisga yetib bordi? to’liq malumot oling

Xalqaro fazoviy stansiya (XKS) koinotga 400 kilometr balandlikka koʻtarilgan Yer biosferasining kichik boʻlagi hisoblanadi. Olimlarga stansiyada odamlar bilan birga yashaydigan mikroorganizmlar ma’lum, ammo yaqinda bakteriyalar nafaqat XKS ichida, balki uning tashqarisida – ochiq koinotda ham mavjudligi aniqlandi. Rossiya xalqlar doʻstligi universiteti farmatsevtika va toksikologik kimyo kafedrasi mudiri, “fazogir bakteriyalar” topilgan “Test” tajribasi ishtirokchisi, professor Anton Siroyeshkin N+1’ga qanday qilib bakteriyalar orbitaga chiqishga muvaffaq boʻlgani va ular Quyosh tizimining boshqa sayyoralariga ham yetib borish ehtimoli haqida aytib beradi.

N + 1 : “Test” tajribasini oʻtkazish gʻoyasi qanday paydo boʻldi? Nima uchun XKSning tashqi yuzasini oʻrganish kerak boʻlib qoldi?

Anton Siroyeshkin: Ushbu tajriba stansiya binolarida korroziya jarayonlarining, jumladan, biologik parchalovchi mikroorganizmlar faolligini oʻrganuvchi mutaxassislar tomonidan ishlab chiqilgan.

Tajribaning maqsadi, mikroorganizmlar korroziyaning rivojlanishiga ta’sirini tushunish uchun stansiya qoplamasining ehtimoliy mikroparchalanish jarayonini oʻrganish edi.

Qoplamaning eskirishi fazoviy nurlar, jumladan, temir ionlari kabi ogʻir zaryadlangan zarralar tomonidan bombardimon qilinishi bilan kuchayib ketadi. Bunga ultrabinafsha va rentgen nurlari ham qoʻshiladi. Bundan tashqari, XKS nisbatan past-balandlikda, atmosferaning yuqori qismida joylashgan. Bu yerda esa atomik kislorod va qoplama bilan kimyoviy reaksiyaga kirishishi mumkin boʻlgan boshqa gazlarning atomlari mavjud. Shuning uchun stansiya tashqi tuzilmalarining eskirishi haqiqiy vakuumga qaraganda tezroq kechadi.

RKK “Energiya” kompaniyasining bosh ilmiy xodimi Oleg Sigankov stansiya yuzasida mayda choʻkmalarni oʻrganish va ularni steril holda Yerdagi laboratoriyalarga yetkazish uchun oddiy hamda samarali vositani taklif qildi.

Taxminlarga koʻra, bunday choʻkindi fazoviy chang zarralaridan iborat boʻlishi mumkin. Ular stansiya yuzasiga yopishib qoladi. Shuningdek, mikrozarralar stansiya dvigatellari chiqindisidan chiqadigan va stansiya qurilishi materialining parchalanishi (yoʻq qilinishi) oqibatida paydo boʻladigan zarralardan iborat boʻlishi mumkin. Bundan tashqari, bu qandaydir tarzda Yerdan yoki XKSning mikrometeoroidlar va kometa yomgʻirlari zarralari bilan bombardimon qilinishi natijasida kelgan zarralar boʻlishi ham mumkin.

Ushbu namunalarni tahlil qilish tuzilmaning yoʻq boʻlishi qanchalik tez davom etishini tushunishga yordam beradi, shuningdek, mikroyoriq, darz ketgan joy, mikrozarrachalar amalga oshirgan zarbalar mavjudligini aniqlashga yordam beradi. Agar qoplama darz ketgan boʻlsa, u holda tashqi chang tarkibi stansiya materiali tarkibiga toʻgʻri kelishi kerak.

Stansiya xuddi chaqaloqdek issiqlikni saqlovchi matoga oʻralgan. Tajriba doirasida ushbu “oʻzgaruvchan” EVII (ekran vakuumli issiqlik izolyatsiyasi) matoning holati, quyosh paneli va illyuminator oynalarining holati, jumladan, ularning ifloslanishi oʻrganildi.

Tajriba 2010-yilda boshlangan va 2013-yilda guruhimiz stansiyaning tashqi yuzasida toʻplangan changning elementar tarkibidan tortib, mikrobiologik tarkibigacha majmuaviy kimyoviy tahlil qilish uchun taklif etilgan.

Biz boshqa koʻplab laboratoriyalardan farqlanmaymiz, lekin ushbu toʻplangan 50 milligramm miqdordagi zarralar tarkibini, ularning noorganik, organik ekanini aniqlashga kirishib, DNK tahlilini oʻtkazdik.

Nega? Siz zarralar ichidan hayot elementlarini topishga umid qildingizmi?

Ushbu tajribada uzoq yillar davomida stansiya ichidagi mikrobiologik holatni kuzatgan hamkasblarimiz ishtirok etdi. Ularning fikriga koʻra, stansiya yuzasida XKSning ichida yashovchi mikroorganizmlar boʻlishi mumkin va ular havoni tozalash klapanlari ochilganda, shuningdek, fazogirlar ochiq fazoga chiqishidan oldin qulflash operatsiyalari paytida tashqi qobiqqa tushib qolgan boʻlishi ehtimoli yuqori.

Modullar yigʻilib, orbitaga chiqarilgandan keyin oʻrnashib qolgan mikroorganizmlar haqida ham esdan chiqarmaslik kerak. Nihoyat, XKS yuzasiga Yerdan tashqaridagi biogen moddalarni oʻz ichiga olgan mikrometeorit va kometa changlari tushishi ham mumkin.

Shuning uchun ham tampon namuna oluvchi qurilma mikrobiologik toza holda tayyorlanadi.

Ushbu namuna oluvchi qurilma qanday tuzilgan? Toʻplash jarayonining oʻzi qanday oʻtadi?

Sodda qilib aytganda, paxta boʻlagi shtutserga oʻraladi. Uskunalarning barchasi tozalanib, laminar shkafdagi toza sharoitda bu paxta boʻlagi maxsus gʻilofga joylanadi va keyin unga gamma nurlanish bilan ta’sir koʻrsatiladi.

Gʻilof shunday tayyorlanganki, u fazogirga skafandrning qalin qoʻlqopi bilan paxta boʻlaklarini oʻrash va boʻshatish uchun qulay boʻladi. Bularning barchasi orbitaga yigʻilgan holda yuboriladi.

Chang namunalarini yigʻish uchun qurilmaning ikki xil – tajriba va nazorat koʻrinishi / MMITI

Fazogir namuna oluvchi uskuna bilan. Uskunadagi maxsus buragich fazogirga skafandr qoʻlqopi bilan ham tamponni oʻrash imkonini beradi / MMITI

Fazogir ochiq fazoda boʻlganida, yaʼni OKCh paytida, fazo kemasidan tashqaridagi faoliyatda qurilmadagi paxta boʻlagini burab chiqaradi va shu bilan u vakuum sharoitiga tushadi.

Keyin esa fazogir ushbu paxta boʻlagi bilan sirt, illyuminator, issiqlik oʻtkazmaydigan mato yoki quyosh batareyasi yuzasidan chang toʻplaydi. Unda yuzadan qancha vaqt davomida, qaysi joylardan, qancha miqdorda namuna toʻplash haqida batafsil yoʻriqnoma boʻladi. U mustaqil ravishda harakat qilolmaydi.

Nihoyat, fazogir paxta boʻlagini yana namuna oluvchi idishga solib, burab qoʻyadi. Bu orqali namunalar Yerga ketayotganda ifloslanishdan himoyalanganligi taʼminlanadi. Vakuumli namuna yigʻuvchi laboratoriyaga qaytib kiradi, u yerda yana laminar chiroqlar ostida ochiladi.

Tadqiqot natijalari toʻgʻri boʻlishi uchun nazorat paxta boʻlagi bilan ham aynan bir xil ishlar bajarilishi kerak. Bu mikrobiologlarning majburiy talabi hisoblanadi. Boʻlak ikkinchi nazorat moslamasiga bir xil sterillangan tarzda joylanishi shart.

Ushbu nazorat tamponi XKSga borgan va XKSdan olingan chang namunalari bilan qaytgan tajriba tamponi bilan aynan bir xil boʻladi.

Yerda boʻsh namuna solinadigan idish ham ochiladi va tekshiriladi. Tasodifiy ifloslanishni aniqlash uchun ichki nazorat shunday amalga oshiriladi.

Biz elementar tahlilni amalga oshirdik, yaʼni spektrometriya yordamida ushbu 50 milligramm chang tarkibidagi barcha elementlarni aniqladik. Toʻplangan namunalar troposfera changiga juda oʻxshashligi maʼlum boʻldi.

Bundan tashqari, namuna dengiz komponentining ustunligi boʻlgan aralash aerozol edi. Uning asosiy farqi koʻp miqdordagi oʻtish metallarining – rux, marganets, temir, nikel, xromlarning mavjudligi boʻldi. Bu elementlar hamma joyda mavjud, ammo ularga xos xarakterli jihat dengiz aerozolini “quruqlikdagi” terrigen aerozoldan ajratish uchun ishlatilishi mumkin.

Shuni taʼkidlash kerakki, har qanday aerozol aralashma, yaʼni troposfera aerozolida har doim terrigen, dengiz, vulqon va fazoviy komponentlar mavjud boʻladi. Savol qaysi biri ustunlik qilishida. Fikrimizcha, stansiyada olingan namunalarda dengiz aerozollari ustunlik qilgan.

Ikkinchi bosqichda biz mikrobiologik tahlil oʻtkazdik va XKS qobigʻiga stansiya ichidan chiqib qolgan mikrob izlari bor-yoʻqligini tekshirdik. Shuningdek, ribosoma RNKni tekshirib, PZR tahlilini oʻtkazdik. Chang namunalarida zararlanmagan DNK topilganidan hayratda qoldik. Ochiq fazoda-ya?

Biz 16S ribosomali RNK amplikonini ishlab chiqdik, uni ketma-ket joylashtirdik va maʼlumotlar bazasi bilan solishtirdik. Bizdagi changda muayyan jamiyatlar mikroorganizmlari, xususan dengiz bakterioplanktonlari DNKsiga xos boʻlgan DNK borligini koʻrdik.

XKSning tashqi qobigʻidan toʻplangan chang namunalaridan nuklein kislotalarni kuchaytirish natijalari

Namunada dunyodagi geterotrofik bakterioplanktonning 40 foizini tashkil etuvchi dengiz mikobakteriyalari, shuningdek, ekstremofillar, arxebakteriyalar mavjud.

Keyingi yillarda biz xato qilmaslik uchun ushbu materiallarni qayta tekshirib, yangi namunalarni koʻzdan kechirdik. Bugungi kunga qadar namunalarni yigʻish uchun deyarli yigirmaga yaqin fazoviy chiqishlar amalga oshirilganini ayta olamiz. Fazogirlar stansiyaning turli joylaridan, turli hududlardan namunalar oldi.

Biz XKSning ichki atmosferasidan chiqib qolgan ifloslanish boʻlishi mumkin degan farazni ham tekshirib koʻrdik va u tasdiqlanmadi.

Chiqish klapanining yonidan olingan namunalarni tahlil qilish natijalari eʼlon qilindi va ular bizning natijalarimizdan farq qildi. Stansiyaning ichki qismidan chiqadigan “ifloslanish” qandayligi maʼlum boʻldi. U XKS tashqi qobigʻining boshqa nuqtalaridan olingan namunalarga umuman oʻxshamas edi.

Misol uchun, biz oldinga qarab turadigan stansiyaning parvoz vektori yoʻnalishi boʻyicha ichkaridan chiqindi chiqa olmaydigan yuzalardan namunalar oldik, ifloslanishning turli xil variantlarini tekshirdik, fazoviy kostyumlar, havo shlyuzlarini koʻrib chiqdik, ammo ular deyarli toza boʻlib chiqdi.

Ammo tajriba shu bilan tugamadi. Biz olingan namunalarni ekdik va baʼzi mikroorganizmlar oʻsib, unib chiqqanidan dahshatga tushdik. Bu namunalarimizda nafaqat DNK, balki yashashga qodir mikroorganizmlar mavjudligini anglatar edi.

Ushbu maʼlumotlarni eʼlon qilmadik va yana bir tajriba oʻtkazishga qaror qildik. Aynan bir xil tamponda koinotga issiq buloqlarda yashovchi Kamchatka termofil bakteriyalari yuborildi. Ular bir yil davomida hech qanday himoyasiz ochiq fazoga qoʻyildi.

Nihoyat, tampon Yerga qaytib keldi va Kamchatka termofillarining 2 foizdan koʻprogʻi omon qolgani maʼlum boʻldi. Ular nafaqat omon qolgan, balki biz nazorat qilgan DNK boʻlimlarida mutatsiya ham yoʻq edi.

Maqolaning 2-qismini bu yerda o‘qing → sinaps.uz/maqola/16222/

Muallif: Ilya Ferapontov. Ushbu maqola nplus1.ru saytidagi “Космос своим ходом. Как земные бактерии на «электрическом лифте» добрались до МКС и отправились дальше” nomli maqolaning tarjimasi.
Muqova surat: freepik.com