Многоклетъчен екстремофил, способен да оцелее при безпрецедентно високи температури, бе открит във водоеми с гореща вода в Националния парк „Ласен Волканик“ (Lassen Volcanic National Park) в Калифорния.

Това откритие има потенциално значение за търсенето на извънземен живот, тъй като разширява обхвата на средите, които биха могли да поддържат съществуването на сложни организми.

Организмите, способни да оцеляват в екстремни условия, се класифицират като екстремофили. Когато екстремната среда е свързана с висока температура, тези организми се наричат ​​„термофили“. Новият термофил, открит във вулканичните води, е наречен Incendiamoeba cascadensis и е получил прозвището „огнена амеба“. Установено е, че той може да се самовъзпроизвежда чрез клетъчно делене при температура от 63 градуса по Целзий и остава напълно активен – макар и вече да не се размножава – при 64 градуса по Целзий. Дори при 66 градуса по Целзий амебата запазва частична активност; макар жизнените ѝ процеси да спират при 70 градуса по Целзий, тя е способна да се възстанови. Температура от 80 градуса по Целзий обаче се оказва фатална за „огнената амеба“.

Установено е, че едноклетъчни организми процъфтяват при много по-високи температури. Methanopyrus kandleri е едноклетъчен организъм, който оцелява и се размножава при температури, достигащи 122°C. Едноклетъчните прокариоти като M. kandleri обаче нямат клетъчно ядро ​​и клетъчна мембрана – структури, които могат да се разрушат при излагане на силна горещина; именно липсата на тези клетъчни компоненти позволява на M. kandleri да оцелява при температури, далеч надхвърлящи точката на кипене на водата.

Сложните многоклетъчни организми – класифицирани като „еукариоти“ в дървото на живота – са по-уязвими към високите температури. За разлика от прокариотите, еукариотите притежават клетки с ядро ​​и мембрана. Предишният рекорд за най-висока температура, при която многоклетъчни организми са способни да се размножават, е бил 60°C – стойност, установена при някои видове гъби и червени водорасли – и изследователите са били скептични относно способността на еукариотите да процъфтяват при по-високи температури.

„Възможно е изследванията върху еукариотите донякъде да са били ограничени поради определени предположения относно стабилността на мембраните“, заяви Берил Рапапорт, докторант в университета „Сиракюз“ и водещ изследовател в проучването. „Надяваме се, че откриването на I. cascadensis ще насърчи и други учени да продължат търсенето на еукариоти, виреещи при високи температури.“

Ключът към разбирането на „огнената амеба“ се крие в нейната генна последователност. Екипът на Рапапорт успя да идентифицира гени, които стабилизират и защитават ДНК при температура от 63°C, както и гени, позволяващи на организма да възприема околната среда и температурата наоколо. В някои случаи генната активност дори се засилваше при високи температури – например способността на I. cascadensis да нагъва протеини, изпълняващи различни биологични функции.

„Успяхме да разкрием множество стратегии, които биха могли да помогнат на I. cascadensis да оцелее при високи температури, като някои от тях биха могли да се използват от термофилни организми в целия спектър на живота“, казва Рапапорт. „Например, някои протеини в I. cascadensis притежават силен положителен повърхностен заряд, който може да допринесе за тяхната стабилност. Тези заряди на протеините наподобяват онези, наблюдавани при термофилните бактерии и археи [едноклетъчни микроорганизми, включващи прокариоти].“

Интересен факт е, че ДНК на „огнената амеба“ съдържа генни последователности, подобни на ДНК фрагменти, открити в геотермални проби от толкова отдалечени места, колкото са Нова Зеландия и Йелоустоунският национален парк в САЩ. Това предполага, че I. cascadensis – или нейни сродни видове – може да съществува навсякъде по света и просто очаква да бъде открита.

Подобни термофили може да съществуват и извън Земята. Никъде другаде в Слънчевата система няма условия, подобни на умерената среда на Земята – навсякъде другаде е или твърде горещо, или твърде студено; има твърде много радиация или недостатъчно светлина; средата е твърде киселинна или съдържа токсични вещества. А извън нашата Слънчева система все още не сме открили планета с условия, подобни на земните. Въпреки това, някои извънземни среди потенциално биха могли да поддържат организми, които бихме определили като екстремофили – например на Марс или на Европа, спътника на Юпитер, под чиято ледена кора се крие океан. Следователно съществуването на I. cascadensis разширява температурния диапазон, в който еукариотният живот (а и хората се класифицират като еукариоти) може да оцелее на други светове.

„Със сигурност е възможно сложен живот като I. cascadensis да оцелее на друга планета, но Земята е единствената известна ни към момента планета, която притежава всички необходими условия за благополучието на този организъм“, отбелязва предпазливо Рапапорт. „Не става въпрос само за температурата. Средата изисква също така подходяща киселинност, нива на кислород, налягане, както и наличие на вода и храна. I. cascadensis не би могъл да оцелее самостоятелно; за съществуването си той се нуждае и от други форми на живот.“

Следователно термофилът не би могъл да оцелее на безвъздушния и безжизнен Меркурий въпреки високата температура. Термофилите обаче биха могли да намерят среда за съществуване на светове, разположени малко по-близо до своята звезда от традиционната обитаема зона, или на силно вулканични светове – стига да има и вода, какъвто не е случаят с вулканичната луна на Юпитер - Йо.

Снимка: Unsplash/Beryl Rappaport

Виж още: Айнщайн твърди, че скоростта на светлината е постоянна, но този експеримент, свързан с гравитацията, повдига въпроси