Чи могли тардігради колонізувати Місяць?

Трохи більше п’яти років тому, 22 лютого 2019 року, безпілотний космічний зонд було виведено на орбіту навколо Місяця. Зонд, який отримав назву Beresheet і був побудований компаніями SpaceIL та Israel Aerospace Industries, мав стати першим приватним космічним апаратом, який здійснив м’яку посадку. Серед корисного вантажу зонду були тардигради, відомі своєю здатністю виживати навіть у найсуворіших кліматичних умовах.

Місія зіткнулася з проблемами з самого початку, коли камери “зоряного трекера”, призначені для визначення орієнтації космічного апарату і, таким чином, належного управління його двигунами, вийшли з ладу. Бюджетні обмеження призвели до згортання проєкту, і хоча командний центр зміг обійти деякі проблеми, ситуація ще більше ускладнилася 11 квітня, в день приземлення.

На шляху до Місяця космічний корабель рухався на великій швидкості, і йому потрібно було значно сповільнитися, щоб здійснити м’яку посадку. На жаль, під час гальмування вийшов з ладу гіроскоп, який заблокував головний двигун. На висоті 150 метрів Beresheet все ще рухався зі швидкістю 500 км/год, занадто швидко, щоб його можна було вчасно зупинити. Удар був сильним – зонд розлетівся на друзки, а його уламки розлетілися на відстань близько сотні метрів. Ми знаємо це, тому що місце аварії було сфотографовано супутником NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) 22 квітня.

Тварини, які можуть витримати (майже) все

Що сталося з тардиградами, які подорожували на зонді? Враховуючи їхню дивовижну здатність виживати в ситуаціях, які вбили б майже будь-яку іншу тварину, чи могли вони забруднити Місяць? Гірше того, чи могли вони розмножитися та колонізувати його?

Тардигради – це мікроскопічні тварини, довжина яких менше міліметра. Усі вони мають нейрони, рот, що відкривається на кінці висувного хоботка, кишечник, що містить мікробіоту, і чотири пари незчленованих ніг, що закінчуються кігтями, а більшість з них мають два ока. Незважаючи на свій маленький розмір, вони мають спільного предка з такими членистоногими, як комахи та павукоподібні.

Більшість тардиград мешкає у водному середовищі, але їх можна зустріти в будь-якому середовищі, навіть у міському. Еммануель Делагут, дослідниця з CNRS, збирає їх у мохах та лишайниках Саду рослин у Парижі. Щоб бути активними, харчуватися мікроводоростями, такими як хлорела, а також рухатися, рости і розмножуватися, тардигради повинні бути оточені водяною плівкою. Вони розмножуються статевим або безстатевим шляхом через партеногенез (з незаплідненої яйцеклітини) або навіть гермафродитизм, коли особина (яка має як чоловічі, так і жіночі гамети) самозапліднюється. Після вилуплення з яйця активне життя тардигради триває від 3 до 30 місяців. Всього описано 1 265 видів, включаючи два викопних.

Тардигради відомі своєю стійкістю до умов, які не існують на Землі чи Місяці. Вони можуть зупиняти свій метаболізм, втрачаючи до 95% води в організмі. Деякі види синтезують цукор трегалозу, який діє як антифриз, тоді як інші синтезують білки, які, як вважається, об’єднують клітинні компоненти в аморфну “склоподібну” мережу, що забезпечує стабільність і захист кожної клітини.

Під час зневоднення тіло тардигради може зменшитися до половини свого нормального розміру. Ноги зникають, і залишаються видимими лише кігті. Цей стан, відомий як криптобіоз, триває доти, доки умови для активного життя не стануть знову сприятливими.

Залежно від виду тардигради, особинам потрібно більше або менше часу для зневоднення, і не всім екземплярам одного виду вдається повернутися до активної життєдіяльності. Зневоднені імаго виживають протягом декількох хвилин при температурі -272°C або 150°C, а також протягом тривалого часу при високих дозах гамма-випромінювання в 1000 або 4400 Грей (Гр). Для порівняння, доза в 10 Гр є смертельною для людини, а 40-50 000 Гр стерилізує всі види матеріалів. Однак, незалежно від дози, радіація вбиває пізні яйцеклітини. Більше того, захист, який забезпечує криптобіоз, не завжди зрозумілий, як у випадку з Milnesium tardigradum, де радіація має однаковий вплив як на активних, так і на зневоднених тварин.

Місячне життя?

Що ж сталося з тардіградами після того, як вони розбилися на Місяці? Чи є серед них ще життєздатні, поховані під місячним реголітом, пилом, глибина якого варіюється від кількох метрів до кількох десятків метрів?

Перш за все, вони повинні були вижити після зіткнення. Лабораторні дослідження показали, що заморожені зразки виду Hypsibius dujardini, які подорожували зі швидкістю 3 000 км/год у вакуумі, були смертельно пошкоджені при зіткненні з піском. Однак вони пережили зіткнення на швидкості 2600 км/год або менше – і їхня “жорстка посадка” на Місяць, бажана чи ні, була набагато повільнішою.

Поверхня Місяця не захищена від сонячних частинок і космічних променів, особливо гамма-променів, але і тут тардігради змогли б встояти. Насправді, Роберт Віммер-Швайнгрубер, професор Кільського університету в Німеччині, і його команда показали, що дози гамма-променів, які потрапляли на поверхню Місяця, були постійними, але низькими порівняно з дозами, згаданими вище – 10 років впливу місячного гамма-випромінювання відповідали б загальній дозі близько 1 Гр.

Але виникає питання про “життя” на Місяці. Тардиградам довелося б витримувати нестачу води, а також температури від -170 до -190°C протягом місячної ночі і від 100 до 120°C вдень. Місячний день або ніч є довгими, трохи менше 15 земних днів. Сам зонд не був розрахований на такі екстремальні умови, і навіть якби він не розбився, то припинив би роботу через кілька земних днів.

На жаль для тардиградів, вони не можуть подолати нестачу рідкої води, кисню та мікроводоростей – вони ніколи не зможуть відновитися, не кажучи вже про розмноження. Отже, їхня колонізація Місяця неможлива. Однак неактивні екземпляри знаходяться на місячному ґрунті, і їхня присутність викликає етичні питання, як зазначає Метью Сілк, еколог з Единбурзького університету. Більше того, в час, коли дослідження космосу набирає обертів в усіх напрямках, забруднення інших планет може означати, що ми втрачаємо можливість виявити позаземне життя.