Ученые ОИЯИ в сотрудничестве с учеными из России и США ведут комплексное исследование метеорита, упавшего в 1864 году во Франции близ деревни Оргей. Этот метеорит давно и хорошо изучен, однако этой научной группе удалось обнаружить в нем уникальные находки, которые в том числе дают основания полагать, что жизнь на Землю была занесена из космоса.

В 2021 году в Объединенном институте ядерных исследований вышла монография «Метеорит Оргей: атлас микрофоссилий». В ней собраны материалы четырехлетней работы по изучению окаменелых микроорганизмов — микрофоссилий — на сколах указанного метеорита, выполненной сотрудниками сектора астробиологии Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ под руководством его начальника, известного палеонтолога, академика РАН Алексея Юрьевича Розанова, который является одним из отцов-основателей бактериальной палеонтологии. Именно его работы позволили развенчать бытовавшее в науке мнение о том, что бактерии не фоссилизируются.

Сканирующий электронный микроскоп TESCAN VEGA 3 и образец исследуемого метеорита

Микрофоссилии удается найти далеко не на всех классах метеоритов. По словам младшего научного сотрудника сектора астробиологии ЛРБ ОИЯИ Антона Рюмина, соавтора монографии, остатки древней органики в больших количествах ученые находят на типе метеоритов, называемых углистыми хондритами. В число таких метеоритов входит и метеорит Оргей, исследуемый в секторе астробиологии ЛРБ ОИЯИ с 2017 года. Этот метеорит относится к числу наиболее древних и имеет кометное происхождение. По возрасту начала своего формирования он сопоставим с возрастом Солнечной системы.

Перед исследованиями ученые выполняют пробоподготовку: крошечные образцы метеорита, хранящиеся в стерильных условиях, очищаются от возможного засорения современной органикой, а инструменты и столы обрабатываются пламенем газовой горелки.

При помощи сканирующего электронного микроскопа сотрудники сектора астробиологии нашли на сколах Оргея нитевидные, кокковидные бактерии, отдельные и в кластерах, палочковидные формы, эукариоты: диатомовые водоросли и празинофиты и другие окаменелые микроорганизмы. Для получения данных об элементном составе найденного исследователи пользовались методом рентгеновского энергодисперсионного микроанализа.

Метеорит Оргей AFP © FRANCOIS GUILLOT

«В классе углистых хондритов найдено очень много органики, найдены аминокислоты, в том числе протеиногенные, а также нуклеиновые основания. Некоторые из этих оснований после смерти организмов очень быстро распадаются, а какие-то могут существовать долго — в хондритах найдена как раз вторая категория, — рассказал эксперт. — В то же время некоторые исследуемые метеориты упали достаточно недавно: Оргей — в ХIХ, Мурчисон — в ХХ веке, Агуас Заркас — в 2019 году. Среди найденной органики есть и такая, которая имеется в осадочных горных породах. Исходя из имеющихся данных, можно сказать, что, во-первых, это — ископаемые остатки, а во-вторых, что микроорганизмы образовались там до падения.

Можно было бы предположить, что эти метеориты имеют земное происхождение, то есть были выбиты когда-то падением астероида и оказались в космосе. Однако, изотопный состав этих метеоритов показывает, что у них не земное и не лунное происхождение. Например, в Оргее большое количество структур, которые по морфологии соответствуют бактериям и эукариотическим водорослям, плотность их очень большая: на 1 куб. мм вещества — от полутора до двух тысяч штук. В таком количестве они не могли разрастись после падения. На месте падения брали пробы грунта, но не находили ничего подобного».

Здесь стоит сказать пару слов об одном из соавторов монографии — Ричарде Гувере. Американский профессор и известный ученый, руководитель Лаборатории астробиологии в Афинском государственном университете США Ричард Гувер давно и активно работает в коллаборации со специалистами ОИЯИ. В июле 2021 года ему была присвоена степень доктора Honoris Causa (почетного доктора) по Отделению физических наук РАН по специальности астрономия. Степень присуждается Российской академией наук особо выдающимся иностранным ученым.

На фото (слева направо): Алексей Розанов (ПИН им. А. А. Борисяка РАН), Александр Сергеев (президент РАН), Ричард Гувер (Афинский государственный университет, США), Борис Шарков (ОИЯИ), Эдмунд Акопов (ЦОНТ НИИСИ РАН)

Древность микрофоссилий Оргея была подтверждена изучением содержания азота в органике: после смерти организмов соединения, содержащие азот, очень быстро разрушаются, однако некоторые аминокислоты в них продолжают существовать очень длительное время. Эти аминокислоты, в том числе протеиногенные, были определены в Оргее, при этом процентное соотношение аминокислот очень малое: несколько частей на миллион.

Найденные ископаемые микроорганизмы существовали в водной среде. Об этом свидетельствуют, например, найденные на сколах Оргея фрамбоиды — шарики, состоящие из множества кристаллов и собирающиеся в упорядоченные кластеры — для их образования необходима жидкая вода. В большинстве углистых хондритов есть 10% и более минерально связанной воды, но, когда на их родительских телах существовала жизнь, там имелись резервуары с жидкой водой, которая необходима и для жизнедеятельности микроорганизмов.

Диатомеи в метеорите Оргей. Масштаб линейки 10 мкм

Остатки ископаемых бактерий имеют ту же форму, что и при жизни, но могут состоять из замещенных со временем элементов. Так, на метеоритных сколах они очень часто замещены оксидом либо сульфидом железа в зависимости от условий, в которых находились: была ли окружающая среда кислородной или бескислородной.

Интересно отметить, что в Оргее найдены магнитотактические бактерии, у которых есть магнитосомы: ряд кристаллов магнетита, которые выстраиваются вдоль осей магнитного поля. Это говорит о том, что бактерии должны были зародиться на объекте, который генерирует свое магнитное поле.

В настоящее время ученые сектора ведут сбор материала для новой книги, сосредоточившись на поиске окаменелых форм жизни в других всемирно известных углистых хондритах, таких как Агуас Заркас, упавший в Коста-Рике в 2019 году, и Мурчисон из Австралии, прилетевший на Землю в 1969-м. И здесь уже есть первые результаты. Несмотря на то, что метеорит Оргей богаче по разнообразию видов микроорганизмов, уже известно, что в Мурчисоне обнаружены некоторые формы, которых в Оргее нет.