Пептиды могут возникать прямо в космосе

Необычный тип химической реакции может создавать пептиды в космосе. Эти короткие цепочки аминокислот, входящие в состав белков и являющиеся строительными блоками жизни, могли в изобилии присутствовать в ранней Солнечной системе.

Исследование, опубликованное в Nature Astronomy, показывает новый способ образования относительно сложных предшественников биомолекул для зарождения жизни на зернах космической пыли при очень низких температурах. Как сообщает команда Сержа Краснокутски (Serge Krasnokutski) из Института астрономии Макса Планка, отдельные атомы углерода служат "молекулярным клеем" между угарным газом и аммиаком, двумя наиболее распространенными молекулами межзвездных молекулярных облаков. В результате образуется молекула аминокетена, которая отличается от аминокислоты глицина только отсутствием молекулы воды. В эксперименте экспертов эта молекула непосредственно образовывала простые пептиды из нескольких молекул глицина.

Новая реакция в основном решает проблему, связанную с тем, что аминокислоты нелегко соединяются друг с другом, образуя пептиды. Для этого молекула воды должна быть отделена, что требует энергии, которой нет в холоде космоса. Это препятствие устраняется, если предшественник, в данном случае аминокетен, не содержит молекулу воды. С помощью квантово-химических расчетов рабочая группа показала, что аминокетен образуется без дополнительных затрат энергии в условиях, существующих на поверхности пылевых зерен в два этапа. Во-первых, изолированный, очень агрессивный атом углерода реагирует с аммиаком с образованием реактивного промежуточного продукта H₂NCH, который спонтанно соединяется с монооксидом углерода с образованием аминокетена H₂NCH=CO.

Углерод, угарный газ, аммиак и аминокетен как шарико-стержневые модели на фоне звезд Фото: © С. Краснокутски

В ходе эксперимента команда Краснокутски, имитируя частицу пыли в межзвездном пространстве, нанесла три реагента на поверхность, охлажденную до десяти градусов выше абсолютного нуля. Использование инфракрасного спектрографа, который идентифицирует молекулы по поглощаемому ими света, показало, что аминокетен действительно образуется в этих условиях. Однако оказалось, что тогда было еще слишком холодно, чтобы молекулы могли соединиться в пептиды. Их типичные сигналы появились в приборе лишь тогда, когда образец медленно довели до 110 К. Такое нагревание может быть, например, вызвано формирующейся поблизости звездой.

Новая реакция расширяет список известных механизмов, которые могут привести к образованию сложных молекул для зарождения жизни в межзвездном пространстве. Кроме того, она показывает, что известные строительные блоки жизни могут присутствовать в больших количествах и на зернах межзвездной пыли и что для образования пептидов не обязательно сначала должны образоваться аминокислоты. Работа команды также пополняет растущее число доказательств того, что расщепление воды при соединении более мелких строительных блоков-предшественников не является основным препятствием для образования более крупных биомолекул при зарождении жизни, как считалось долгое время.

Некоторое время существовали также представления о том, как нуклеиновые кислоты, строительные блоки генетического материала, могли возникнуть без удаления воды. Однако исследование не дает ответа на все еще открытый вопрос о "хиральности" аминокислот и белков - аминокислота глицин не встречается в двух зеркально отображенных формах.

Источник информации и фото: spektrum.de

Какими должны быть будущие астронавты НАСА?

НАСА объявляет основные требования, необходимые для того, чтобы стать астронавтом и побывать в космосе. На веб-сайте Космического агентства США обнародован длинный список требований, которым непременно должен соответствовать человек, желающий стать астронавтом НАСА.

Основная роль астронавта НАСА заключается в проведении интенсивных исследований, среди которых изучение жизни в космосе, рака и человеческого тела. Ему предстоит участвовать в проведении практических экспериментов в космической лаборатории на орбите Земли.

Первое из требований, которые НАСА представило потенциальным кандидатам на эту роль, — быть гражданином США. Чтобы пройти квалификацию, астронавты НАСА должны иметь рост от 149,5 до 190,5 см и вес от 50 до 95 кг и степень магистра STEM в аккредитованном учреждении в области биологии, инженерии, информатики, математики или физики.

Потенциальный кандидат должен иметь соответствующий профессиональный опыт работы не менее двух лет или «не менее 1000 часов полета в качестве командира реактивного самолета». Космическое агентство подчеркнуло, что его идеальными характеристиками являются следующие:

• опытный лидер;
• хороший коммуникатор;
• хороший сотрудник.

Если человек соответствует всем требованиям, его заявление отправляется на рассмотрение в Совет по отбору астронавтов НАСА. Шансы быть выбранными очень малы, так как агентство ежегодно получает десятки тысяч заявок.

В случае успеха правление НАСА приглашает претендента в Хьюстон (штат Техас) на собеседование, которое проводится в его Космическом центре. Затем половина этой группы проходит второе собеседование, по результатам которого несколько избранных кандидатов возвращаются на двухгодичный курс обучения.

Курс содержит базовые навыки космонавтов, в число которых входят:

• полеты на реактивных самолетах;
• управление космической станцией и роботизированной рукой;
• выходы в открытый космос.

После этой интенсивной подготовки космонавты получают возможность отправиться в космос. В планах Космического агентства к 2024 году отправка на Луну первой женщины и еще одного мужчины.

Источник информации и фото: dailystar.co.uk

"Почти подтверждено", что жизнь вне Земли есть

Группа американских экспертов представила свое мнение о вероятном существовании инопланетной жизни. Согласно предварительной версии сообщения New York Times, группа экспертов неопознанных воздушных явлений сделала вывод: аномальные объекты, замеченные над американскими кораблями и объектами, не имеют внеземного происхождения, но не установила происхождение загадочных кораблей.

Независимо от того, являются ли они инопланетными или нет, остается открытым вопрос: одни ли мы во Вселенной? Ряд ведущих ученых заявил Science World, что почти наверняка где-то там есть жизнь - и мы можем найти ее в ближайшее время.

Хелен Мейнард-Кейсли, ученый-ланетолог, полагает, что в Солнечной системе мы находим так много потенциальных мест, в нашем понимании пригодных для жизни, что обнаружение какой-то ее формы - "вопрос времени". Для экзобиологов обещают быть интересными Европа и Ганимед, являющиеся лунами Юпитера, а на спутнике Сатурна Титане тоже есть несколько очень "интересных" молекул.

Джонти Хорнер, астробиолог, согласен с тем, что жизнь где-то есть, но подчеркивает, что космос невообразимо огромен. Хотя он уверен в существовании разумной и к тому же технологически развитой жизни где-то во Вселенной, она может находиться в совершенно другой части нашей галактики - или вообще в другой галактике. Если бы у каждой звезды было бы в среднем по пять планет, то только в нашей галактике их существовало бы два триллиона. А ведь есть еще как минимум два триллиона других галактик, в каждой из которых есть огромное количество планет.

Астробиолог Стивен Тингей уточняет, что инопланетяне определенно существуют, однако они могут принести разочарование охотникам за НЛО, и подчеркивает: "Если бы мы отыскали что-то наподобие бактерий где-то еще, кроме Земли, я бы классифицировал это как инопланетную жизнь".

Ребекка Аллен, эксперт космических технологий, согласна с тем, что в нашей галактике громадное количество планет (около шести миллиардов из них, возможно, земного типа), поэтому вероятность существования жизни в других местах "практически подтверждена". Некоторые сверхмалые организмы, например бактерии, - настолько выносливы, что, вероятно, могли бы выжить, если бы при падении крупного метеорита их выбросило в космос.

На других планетах вполне могут существовать живые существа. Но они могли зародиться прямо здесь, на Земле.

Источник: dailystar.co.uk

На спутнике Юпитера Европе возможна жизнь

Рисунок: NASA/JPL-Caltech

Американские астрономы нашли доказательство того, что соленая вода из скрытого под толстым слоем льда огромного океана на спутнике Юпитера Европе попадает на его поверхность, что приводит к постоянному обмену между океаном и поверхностью. Тем самым увеличивается вероятность того, что в 100-километровых глубинах океана могла возникнуть жизнь.

По сообщению Майка Брауна (Mike Brown)- Калифорнийский технологический институт (Caltech) - и Кевина Хенда (Kevin Hand) из Jet Propulsion Laboratory НАСА в Astronomical Journal, данные их наблюдений спутников Юпитера с помощью спектрометра WM Keck II Observatory подтверждают, что происходит химический обмен между океаном и поверхностью Европы. Это свидетельствует о том, что океан является еще более богатой химической средой. Кроме того, открытие показывает, что изучение ледяной поверхности с помощью наземных телескопов может дать много информации о самом океане.

Используя новую адаптивную оптику и OSIRIS 10-метрового телескопа, учёные получают больше измерений, чем с бывшего зонда Юпитера «Галилео» (1989-2003).

«Так что теперь мы располагаем доказательствами того, что океан на Европе не является изолированными водами, а состоит в обмене с поверхностью», - поясняет Браун. «Это также означает, что энергия попадает в океан, что важно для ответа на вопрос, могла ли в этом океане возникнуть жизнь. К тому же, это значит, что многие сведения об океане, можно получить из анализа его ледяной поверхности. Мы должны лишь кое-что с него соскрести (и исследовать)». Поверхность льда на Европе откроет нам, таким образом, окно в мир океана, имеющий условия возникновения жизни, добавляет Хенд.

Обмен химическими веществами соленого океана спутника Юпитера Европы с его поверхностью Рисунок: NASA/JPL-Caltech

С помощью спектрографического анализа компонентов поверхности Европы Браун и Хенд смогли обнаружить присутствие эпсомита - соли сульфата магния. «Этот магний не должен присутствовать на поверхности, если только он не поступает из океана», - объясняет Браун. «Его наличие означает, что вода из океана попадает на поверхность, а вещества с поверхности - в океан».

Основываясь на текущем исследовании, ученые предположили, что океан богат либо сульфатами, либо хлором. По обнаруженному сульфату магния, Браун и Хенд исключают большие количества сульфатов в океане и предполагают, что в нем присутствует хлор (хлориды натрия и калия), а потому он может походить на соленые океаны Земли.

Исходя из этого, Хенд и Браун видят в спутнике Юпитера главную цель поиска планет, на которых возможна жизнь, в Солнечной системе. «Если мы на Земле что-то постигли, так это то, что там, где присутствует вода, есть также жизнь. А так как наш собственный океан довольно соленый, то и соленый океан на Европе мог бы быть прекрасным местом для жизни».

Земные бактерии размножаются и процветают в условиях Марса

Фото: ufl.edu

В лабораторном эксперименте американские исследователи впервые показали, что некоторые земные бактерии на Марсе могут расти и процветать при очень низком атмосферном давлении, существующем на его поверхности.

Результаты, представленные в исследованиях Эндрю Шюргера (Andrew Schuerger) и Уэйна Николсона (Wayne Nicholson) - Университет Флориды, - были опубликованы в журналах «PNAS» и «Astrobiology». Предполагается, что они смогут помочь ученым обеззараживать от земных бактерий приборы, используемые в полетах на Марс, а также найти на этой планете места, где могла бы присутствовать жизнь.

Смогут ли жить земные бактерии на Марсе

Существуют бактерии, которые могут размножаться и при низких температурах. Современными производителями морозильной техники с антибактериальным покрытием, такой как высококачественные холодильники электролюкс, учитывается это. Возможно, подобная защита понадобится и на Марсе, так как несколько экземпляров бактерий видов Serratia и Carnobacterium, по сообщению экспериментаторов, смогли выдержать смоделированные жесткие марсианские условия. Они даже процветали при пониженном содержании кислорода, холоде и низком атмосферном давлении (семь миллибар). Сравните с параметрами Земли: на уровне моря тут преобладает давление около 1013 миллибар.

Цель проведённых и предстоящих исследований

В дальнейших экспериментах исследователи хотят также проверить, смогут ли эти резистентные бактерии выдержать испытания 17 отрицательными факторами сегодняшнего негостеприимного Марса, в том числе, высоким содержанием соли, сильной радиацией и крайней сухостью.

Повсюду на Марсе, где могли бы выжить и процветать бактерии, существуют так называемые зоны риска загрязнения соответствующими земными микроорганизмами. Эти места представляют особый интерес для тех, кто занят поиском внеземной жизни на Марсе.

Бактерии из вечной мерзлоты в Сибири во время испытаний Фото: ufl.edu

В опубликованном в "PNAS" исследовании изучались бактерии, которые живут в вечной мерзлоте Сибири на глубине от 12 до 21 м. Предметом же изучения работы, вышедшей в "Astrobiology", являются бактерии, которые часто находят в космических кораблях и зондах, где температура гораздо ниже, чем создают даже знаменитые холодильники электролюкс.

В общей сложности, тесту на выживаемость в условиях Марса было подвергнуто несколько десятков тысяч бактерий из вечной мерзлоты. Испытание давлением выдержали всего шесть, принадлежащих к виду Carnobacterium. В астробиологическом исследовании, однако, участвовало лишь 26 бактерий, из которых только бактерия Serratia liquefaciens выжила, росла и размножалась в смоделированных  условиях, как на Марсе.

26 видов бактерий, которые обычно есть на космических кораблях и зондах, прошли тест Фото: ufl.edu

Хотя результаты удивили учёных, они не являются доказательством того, что бактерии на Марсе, действительно, могут расти. "Это результаты гораздо более сложного анализа, чем те, которые были ранее доступны для нас. Просто потому, что мы еще не знали, растет ли, вообще, что-либо при давлении 7 миллибар (...) Но есть и множество других потенциально биоцидных (вредных для жизнедеятельности) и тормозящих её факторов на поверхности Марса, которые, возможно, препятствуют росту земных микроорганизмов" - считает Шюргер.

Полёт на Марс может вызвать у астронавтов болезнь Альцгеймера

Марс Фото: ЕКА

Космические путешествия всегда представляют собой риск: при экстремальных температурах и жестком излучении даже небольшой просчет может оказаться фатальным. По данным исследования, опубликованного в журнале PLoS ONE, пребывание в космическом пространстве, в частности, трёхлетний пилотируемый полёт на Марс, может быть опасным также для мозга человека.

Восьмилетнее исследование, проведенное Брукхейвенской национальной лабораторией на Лонг-Айленде (радиационная лаборатория НАСА, Нью-Йорк), показало, что космическое излучение при такой миссии могло бы ускорить наступление болезни Альцгеймера.

Полёты в глубоком Космосе

NASA планирует отправку астронавтов на астероид в 2020-х годах и ведёт переговоры о полёте человека на Марс в 2030-х годы. Учитывая современные технологии, для подобного путешествия туда и обратно потребуется три года. Современная защита членов экипажа корабля от космического излучения за пределами магнитного поля Земли явно недостаточна.

Опасности, подстерегающие астронавтов

Ученых давно беспокоят потенциальные опасности, подстерегающие работающих и живущих в глубоком космосе. Космическое излучение за пределами околоземной орбиты, заявляют исследователи, может привести к развитию рака, сердечно-сосудистых заболеваний и даже к катаракте. Облучение может вызывать острые состояния, такие как тошнота, рвота, усталость, травмы кожи, изменения в белых клетках крови и иммунной системе. Долгосрочное воздействие излучения приводит к повреждению глаз, легких, желудочно-кишечного тракта и центральной нервной системы.

На Земле люди находятся под защитой атмосферы планеты и магнитного поля. Члены экипажей МКС находятся на высоте 200 миль, то есть все еще в пределах магнитной оболочки, которая окружает Землю. 24 астронавта «Аполлона» при полете на Луну (1969- 1972 гг.) не были защищены, но самое продолжительное пребывание в Космосе длилось менее двух недель.

Художественное представление полета MPCV в глубоком космосе Рисунок: NASA

Астронавты подвергаются в глубоком космосе воздействию различных радиоактивных частиц. Хотя инженеры и утверждают, что они могут защитить их от излучения, связанных с солнечными вспышками, до сего времени не создана блокировка других видов космического излучения. Чем дольше космонавты находятся в открытом космосе, тем большее уровень воздействие такого излучения.

"Галактическое космическое излучение представляет значительную угрозу для будущих космонавтов", - сказал Д-р М. Керри О'Банион (M. Kerry O'Banion), профессор нейробиологии и анатомии медицинского центра в Университете Рочестера. Исследовательская группа хотела определить, ускоряет ли излучение наступление болезни Альцгеймера у генетически уязвимых особей. В такого рода исследованиях широко используют мышей, и скорость развития у них болезни хорошо изучена.

По словам О'Баниона, NASA столкнётся с большой проблемой, так как время полета до Марса составляет три года, защита неэффективная, а корабль недостаточно велик, чтобы уберечь астронавтов в течение длительного путешествия. "По крайней мере, не сейчас. В сценарии отправки людей на Марс, как я слышал, они должны затем построить подземное убежище для защиты их от радиации во время долгосрочной миссии".

Цель исследования

Проведенное исследование, по мнению авторов, впервые изучало влияние радиации на нервную систему, явление, известное как нейродегенерация. "Радиационное облучение уровнем радиации, эквивалентным полету на Марс, может вызывать когнитивные проблемы и ускорить изменения в мозге, которые связаны с болезнью Альцгеймера".

О'Банион посвятил последние 20 лет изучению болезни Альцгеймера. Он и его коллеги изучили излучение, производимое большой массой различных заряженных частиц, распространяющихся в космосе на высоких скоростях. Некоторые из них устремляются в Пространство с далеких взорвавшихся звезд. В Брукхейвене, где была проведена часть исследования, удалось воссоздать с помощью ускорителя некоторые из радиоактивных частиц, найденных в пространстве. " С технической точки зрения очень сложно эффективно защититься от них", - заметил О'Банион. "Нужно было бы обернуть корабль в шестифутовый слой свинца или бетона".

Мыши были генетически предрасположены к болезни Альцгеймера

Для исследования воздействия на мозг жёсткого излучения, смоделированного в лаборатории, были взяты мыши, генетически предрасположенные к болезни Альцгеймера. "По сути, они были здоровыми, но имели проблемные гены", - сказал О'Банион. В естественных условиях мыши не заболели бы. Они подвергались воздействию излучения в течение нескольких минут. Шесть месяцев спустя, исследователи оценивали полученный результат. "Минута или две [воздействия] – это как три года в жизни человека", - сказал О'Банион. "Общая доза эквивалентна тому, что астронавт получил бы [в трехлетнем полете на Марс]".

Данное исследование, считает О'Банион, важно, хотя и не решает проблему излучения в Пространстве и не объясняет, почему у людей развивается болезнь Альцгеймера. "Это просто является еще одним примером того, как среда может влиять на заболевание мышей, имеющих генетическую предрасположенность. Если добавляется экологическая травма, их система нарушается и появляется обострение заболевания». Можно даже провести параллели с развитием заболевания после травм головного мозга у футболистов, сказал он.

Джефф Чонселор (Jeff Chancellor), учёный, работающий в области радиационной физики Национального космического института биомедицинских исследований, оценил исследование команды Рочестера: "Я знаю большинство авторов, очень уважают их, и у меня есть полная уверенность в их результатах". По его мнению, основным преимуществом данных исследований является возможность дальнейшего расширения поля деятельности и представления обоснования для дальнейших исследований, пишет abcnews.go.com.

Возможно, на Марсе в прошлом была жизнь

Фото: NASA

Эту полосу приблизительно полуметровой длины, получившую название Homestake, сняла на Марсе панорамная камера Opportunitys. Гипсовая жила на краю кратера, возможно, была сформирована течением воды сквозь трещины и щели в скале.

Найдены свидетельства того, что были и на Марсе в былые времена условия для жизни, но это, конечно, не означает, что она на самом деле там появилась. Одно из них в настоящее время запечатлел неутомимый марсоход Opportunitys на краю метеоритного кратера - в виде гипсовой полосы. Гипс выпадает в осадок в воде, если температура её ниже 60° C. Открытие гипсовой жилы доказывает, что на Марсе, по крайней мере временно, условия для жизни были, говорится в сообщении из университета Тюбингена (Tübingen).

Земные организмы могут развиваться на Марсе

Как подтвердил эксперимент учёных Германского аэрокосмического центра (DLR), у живых существ есть шанс выжить на Марсе в трещинах скал, даже пробыв там в течение длительного периода.

В камере моделирования Марса ученые имитировали на поверхности планеты состав атмосферы, почвы, температуру и солнечное излучение. Лишайники справились в камере с условиями Марса за 34 дня.

Экспериментаторы из Института планетных исследований ГАЦ (DLR) показали в эксперименте, что лишайники, которые живут в экстремальных местах в Альпах и в Антарктике, могут также адаптироваться к климату на Марсе и выжить там. С одной стороны, это означает, что на Марсе могла бы существовать внеземная жизнь. С другой - подтверждает риск загрязнения поверхности Марса  организмами с Земли во время будущих контактов.

Солнечные бури препятствуют путешествиям на Марс

Марс является одной из главных целей следующего пилотируемого космического полета. Солнечные бури до сих пор представляют собой основное препятствие для такого межпланетного путешествия. 

Корональные выбросы массы стали бы для космонавтов фатальными. Чтобы этого не произошло, о бурях в космическом пространстве должна предупреждать система прогнозирования.

На Земле солнечные бури могут мешать работе спутников, мобильной связи и электросетей. Люди, животные и растения благодаря геомагнитному полю в значительной степени защищены от их влияния.

Водоросли должны стать пригодными для космоса

В рамках проекта, начатого в этом месяце, немецкие учёные хотят создать водоросли, пригодные для длительного пребывания в космосе. Они могли бы стать важным компонентом снабжения кислородом будущих систем жизнеобеспечения космических кораблей и астронавтов или служить пищевыми добавками, богатыми витаминами.

Немецкий центр авиации и космических полетов поручил исследователям Рурского университета Бохума (RUB), институту Бремена и Технологическому институту Карлсруэ, установить одноклеточные зеленые водоросли в качестве составной части так называемой модульной системы жизнеобеспечения.

«Марсолет» будет защищён магнитным полем

Полёт на "Марсолёте"

Перед российскими учёными стоит задача защиты пилотируемого космического корабля, для полётов на Марс. Они должны создать для этого новейшие технологии. Идея состоит в использовании с этой целью искусственного магнитного поля.

Основная проблема таких полетов, которую необходимо устранить, - опасность космической радиации. Это вестьма ограничивает возможности ученых. С помощью магнитного поля, искусственно созданного на корабле, люди в «марсолете» были бы защищены от радиационного воздействия.