Новое исследование, опубликованное 12 июня 2025 года в журнале Astrobiology, показывает, что лишайники из пустыни Мохаве способны выдерживать интенсивное ультрафиолетовое излучение (УФС, Ultraviolet C, UVC), ранее считавшееся смертельным. Это открытие, сделанное учеными из Института пустынных исследований и Университета Невады, предполагает, что фотосинтезирующие организмы, подобные лишайникам, могут процветать на экзопланетах с высоким уровнем радиации от их звезд. «Мы приближаемся к пониманию, где возможна жизнь за пределами нашей планеты», — заявил руководитель исследования Теджиндер Сингх из Центра космических полетов имени Годдарда NASA.

Лишайники: природный солнцезащитный экран

Лишайники — это симбиотические организмы, состоящие из грибов и водорослей или цианобактерий. В центре исследования оказался вид Clavascidium lacinulatum, широко распространенный в засушливых регионах, включая пустыню Мохаве, Европу, Азию и Северную Африку. Ученые заметили, что эти лишайники имеют черный пигмент, несмотря на наличие хлорофилла, который обычно придает зеленый цвет. «Я заметил, что лишайники в пустыне не зеленые, а черные. Это натолкнуло меня на мысль: что за пигмент они используют?» — рассказал ведущий автор исследования Генри Сан.

Оказалось, что этот пигмент действует как природный солнцезащитный экран, защищающий лишайники от ультрафиолетового излучения. Исследователи подвергли образцы лишайников воздействию УФС-излучения, которое на Земле полностью поглощается атмосферой, но может быть смертельным на других планетах. После трех месяцев интенсивного облучения в лабораторных условиях половина клеток лишайников восстановила способность к размножению после добавления воды, несмотря на серьезные повреждения.

Как лишайники выживают?

Ключ к выживанию лишайников — их верхний слой толщиной менее миллиметра, который действует как фотостабилизатор. Этот слой, богатый кислотами, аналогичными добавкам в УФ-стойких пластиках, защищает клетки от повреждений ДНК и реактивных форм кислорода, вызываемых радиацией. Исследователи обнаружили, что:

  • Верхний слой лишайников темнее, подобно «загару» у человека, что усиливает защиту.
  • При разделении грибов и водорослей водоросли погибали под УФС за минуты, тогда как в симбиозе они выживали благодаря защите грибов.
  • Защитный слой, вероятно, развился как побочный эффект защиты от УФА и УФВ, а не специально против УФС, которого на Земле нет.

«Этот слой обеспечивает защиту всех клеток ниже, предотвращая вредные химические реакции», — пояснил Сан.

Почему это важно для поиска внеземной жизни?

УФС-излучение, характерное для горячих звезд классов M и F, считается одной из главных угроз для жизни на экзопланетах. Такие звезды, ярче и горячее Солнца, испускают мощные вспышки УФС, которые могут разрушать ДНК и препятствовать размножению. Однако исследование показывает, что организмы, подобные лишайникам, могут адаптироваться к таким условиям благодаря защитным пигментам.

После запуска телескопа Джеймса Уэбба (JWST), способного изучать далекие экзопланеты, интерес сместился с Марса к планетам с жидкой водой и атмосферой. Лишайники, выживающие в экстремальных условиях Мохаве, служат моделью для фотосинтезирующих организмов, которые могут существовать на скалистых экзопланетах. «Эти планеты могут быть полны колониальных микроорганизмов, которые, как лишайники, защищены от УФС-стресса», — отметил Сан.

Контекст: жизнь в экстремальных условиях

Лишайники уже давно считаются «пионерами жизни» на Земле, способными выживать в условиях, где другие организмы погибают. Например:

  • Они процветают в Антарктиде, выдерживая температуры до -40°C и экстремальную сухость.
  • В экспериментах на МКС лишайники выжили в открытом космосе под воздействием космической радиации.
  • Их симбиотическая природа позволяет эффективно использовать ресурсы, такие как свет и влага.

Новое исследование подтверждает, что их устойчивость к УФС делает их идеальной моделью для изучения внеземной жизни. Это перекликается с недавними открытиями JWST, например, обнаружением экзопланеты TWA 7b, которая находится в протопланетном диске звезды CE Antliae. Такие планеты могут иметь условия, где лишайникоподобные организмы способны выживать.

Перспективы и вызовы

Исследование открывает новые направления для астробиологии:

  • Поиск биомаркеров: Ученые могут искать пигменты, подобные тем, что есть у лишайников, в атмосферах экзопланет с помощью спектроскопии.
  • Лабораторные тесты: Долгосрочные эксперименты с другими организмами, устойчивыми к радиации, такими как цианобактерии, могут расширить понимание адаптации.
  • Миссии на экзопланеты: Будущие телескопы, такие как Nancy Grace Roman, могут выявить планеты с условиями, подходящими для лишайникоподобной жизни.

Однако есть и ограничения. УФС-устойчивость лишайников зависит от их симбиотической структуры, и неясно, могут ли другие формы жизни развить аналогичные механизмы. Кроме того, экзопланеты с тонкой атмосферой или без нее могут быть менее защищены, чем Земля, что усложняет выживание даже для адаптированных организмов.

Заключение

Открытие устойчивости лишайников к УФС-излучению меняет наше представление о возможностях жизни во Вселенной. Их способность выживать и восстанавливаться в экстремальных условиях показывает, что фотосинтезирующие организмы могут процветать даже под смертоносной радиацией звезд. Это исследование, вдохновленное «загаром» пустынных лишайников, приближает нас к ответу на вопрос, где может существовать жизнь за пределами Земли. Как отметил Теджиндер Сингх, «жизнь, однажды возникнув, стремится выстоять», и лишайники — яркий пример этой стойкости.