Отказался от дыхания: учёные обнаружили гриб, способный выживать и размножаться в условиях, имитирующих марсианскую поверхность

02.06.2025 22:51:00 | iXBT.com

Грибок Rhinocladiella similis, известный устойчивостью к экстремальным условиям, выжил в эксперименте, имитирующем среду Марса. Группа исследователей из Бразилии обнаружила, что даже при максимальной дозе ультрафиолета (0,4 кДж/м²) и высокой концентрации перхлората магния (750 ммоль/л) — ключевого компонента марсианской почвы — 80% клеток грибка остались жизнеспособны. Для сравнения: у другого изученного организма, Exophiala sp., выживаемость в тех же условиях упала до 50%.

Под воздействием солей и ультрафиолета R. similis изменил форму: вместо привычных нитевидных структур (гиф) он начал размножаться отдельными дрожжеподобными клетками. Это помогло ему экономить ресурсы в стрессовой среде. Кроме того, грибок активно вырабатывал меланин — тёмный пигмент, который защищает клетки от повреждений, вызванных ультрафиолетом и химическими веществами. Благодаря этому среда, где рос грибок, становилась почти чёрной.

Учёные проанализировали белки грибка и обнаружили, что в экстремальных условиях он полностью перестроил свой метаболизм. Активность систем, отвечающих за выработку энергии, снизилась на 60%. Вместо этого грибок в 2,3 раза увеличил производство фермента лакказы, который участвует в синтезе меланина, а также активировал белки, нейтрализующие токсины и стабилизирующие структуру других белков. Это означает, что организм перешёл в режим экстренного выживания и получения энергии через ферментацию, а не дыхание, и стал «тратить силы» на защиту от ядовитых соединений.

Грибок меняет форму и цвет в зависимости от условий. Без добавления солей (слева): клетки образуют длинные нитевидные структуры, а среда сохраняет светлый оттенок. С добавлением перхлората магния (справа): грибок переходит в дрожжеподобную форму, а среда темнеет из-за усиленной выработки меланина, защищающего клетки от стресса. Источник: Alef dos Santos, Junia Schultz, Felipe Oliveira Souza, Lucas Rodrigues Ribeiro, Thiago Verano Braga, Eduardo Jorge Pilau, Edson Rodrigues-Filho, Alexandre Soares Rosado. doi: 10.1038/s41526-025-00475-y

С помощью масс-спектрометрии учёные обнаружили уникальные молекулы, которые грибок производит в ответ на стресс. Среди них: L-фенилаланил-L-пролин и 5-оксопирролидин-2-карбонил-L-изолейцин — соединения, помогающие удерживать воду в клетках при высоком содержании солей; деканоиларгинин — маркер, указывающий на повреждение белков из-за окисления; пептиды, которые, вероятно, связывают избыток магния в почве. Эти вещества могут стать «уликами» для будущих марсианских миссий. Если их обнаружат в грунте, то это укажет на возможное присутствие жизни, адаптированной к подобным жёстким условиям.

Исследование также показало, что использование перхлората магния (а не натрия) важно для точности экспериментов, так как магниевые соли преобладают в реальной марсианской почве.

Открытие имеет значение как для космических исследований, так и для земных технологий. Для поиска жизни на Марсе оно указывает, что высокие концентрации солей и ультрафиолет не являются абсолютным барьером — значит, стоит сосредоточиться на анализе тёмных участков почвы, где может накапливаться защитный меланин. Для Земли механизмы, которые грибок использует для нейтрализации токсинов, могут быть применены в биоремедиации — например, для очистки засолённых сельскохозяйственных земель или промышленных стоков, загрязнённых тяжёлыми металлами.

Следующие шаги учёных — изучение изменений в активности генов грибка (транскриптомика) и проверка, сохраняются ли выявленные биомаркеры в ископаемых остатках. Это поможет точнее настраивать оборудование для поиска жизни в космосе.

Подробнее