Введение: Микроорганизмы являются древнейшими формами жизни на Земле и способны существовать в самых разнообразных условиях окружающей среды. Особенно удивляют те из них, кто способен выживать там, где жизнь человека невозможна: в кипящей воде, при огромном давлении, в условиях радиации или полного отсутствия кислорода [3, с. 206]. Такие организмы называются экстремофилами.

Изучение экстремофильных микроорганизмов актуально для биотехнологии, медицины и космических исследований [7, с. 2]. Особое внимание уделяется жизни в глубинах океана, где преобладает высокая температура и давление, и существованию микробов в космосе, где царят радиация, вакуум и резкие перепады температур [1, с. 2; 8, с. 3].

Цель исследования: Целью исследования является изучение механизмов выживания микроорганизмов в экстремальных условиях — в глубинах океана и в космосе, а также определение биологических особенностей, обеспечивающих их устойчивость к высоким температурам, давлению, радиации и вакууму [3, с. 210].

Материалы и методы:

Исследование основано на анализе современных публикаций и экспериментальных данных по выживанию экстремофильных микроорганизмов в глубинах океана и космосе [4, с. 88; 6, с. 1].

Методы исследования включают:

1. Анализ и обобщение научной литературы по теме экстремофильных микробов.
2. Сравнительный метод для выявления общих и отличительных черт адаптаций микробов.
3. Систематизацию данных о механизмах устойчивости бактерий к физико-химическим факторам.
4. Обзор экспериментальных результатов космических миссий и глубоководных экспедиций [2, с. 100; 9, с. 75].

Результаты и обсуждение:

1. Микроорганизмы в глубинах океана

Вблизи гидротермальных источников океанов были обнаружены термофильные и барофильные микроорганизмы, способные выживать при температурах от 80 до 120 °C и давлениях до 300 атмосфер [3, с. 212; 5, с. 214].

Примеры:

— Pyrolobusfumarii — архея, способная расти при температурах до 113 °C [3, с. 215].

— Thermococcusbarophilus — бактерия, устойчившая к высоким давлениям [3, с. 218].

— Methanopyruskandleri — метанообразующая архея, обитающая в экстремально горячих источниках [4, с. 88].

Эти микроорганизмы используют хемосинтез для получения энергии из неорганических соединений, таких как сера или водород, и имеют мембраны и ферменты, устойчивые к высокой температуре и давлению [5, с. 215].

2. Выживание микроорганизмов в космосе

Эксперименты на Международной космической станции показали, что споры Bacillussubtilis и бактерии Deinococcusradiodurans сохраняют жизнеспособность в открытом космосе до нескольких лет [1, с. 1; 8, с. 3].

Механизмы устойчивости включают:

— Восстановление ДНК с помощью специализированных ферментов [1, с. 2].

— Формирование многослойных клеточных стенок [7, с. 4].

— Переход в состояние анабиоза с минимальной активностью метаболизма [8, с. 5].

Результаты подтверждают гипотезу панспермии — возможности переноса жизни между планетами [6, с. 1; 12, с. 2].

3. Научное и практическое значение

Изучение экстремофильных микроорганизмов важно для:

— Разработки устойчивых ферментов для биотехнологии [9, с. 75].

— Создания новых антибиотиков и препаратов [10, с. 419].

— Моделирования условий возможной жизни на Марсе и спутниках Юпитера [13, с. 2; 14, с. 1].

Выводы: Микроорганизмы демонстрируют удивительные способности адаптироваться к экстремальным условиям: высокой температуре, давлению, радиации и вакууму [1, с. 2; 3, с. 218].

Изучение экстремофильных бактерий и архей важно для биотехнологии, медицины и астробиологии, расширяет понимание границ жизни на Земле и даёт основания предполагать существование жизни за её пределами [4, с. 88; 7, с. 4].

Литература:

1. Kawaguchi E., etal. Molecular repertoire of Deinococcusradiodurans after one year of exposure outside the International Space Station within the Tanpopo mission // Microbiome. 2020. Vol. 8, Article 150.
2. Kobayashi Y., Kikuchi M., Nagaoka S., Watanabe H. Recovery of Deinococcusradiodurans from radiation damage was enhanced under microgravity // Biological Sciences in Space. 1996. Vol. 10, No. 2, P. 97‑101.
3. Zeng X., Alain K., Shao Z. Microorganisms from deep-sea hydrothermal vents // Mar Life Sci Technol. 2023. Vol. 5, No. 2, P. 204‑230.
4. Grosche A., Selci M., Smedile F. et al. The chemosynthetic biofilm microbiome of deep-sea hydrothermal vents across space and time // Environmental Microbiome. 2025. Vol. 20, Article 88.
5. Girguis P. R., Holden J. F. On the potential for bioenergy and biofuels from hydrothermal vent microbes // Oceanography. 2012. Vol. 25, P. 213‑217.
6. Cooper K., SPACE.com. Earthly Microbes Might Survive on Mars for Hundreds of Millions of Years // Scientific American. 2022. Oct 27.
7. Milojevic T., Weckwerth W. Molecular Mechanisms of Microbial Survivability in Outer Space: A Systems Biology Approach // Front. Microbiol. 2020. Vol. 11.
8. Mora M., Perras A., Alekhova T. A. et al. Resilient microorganisms in dust samples of the International Space Station — survival of the adaptation specialists // Microbiome. 2016. Vol. 4, Article 65.
9. Liu R., Wei X., Song W. Novel Chloroflexi genomes from the deepest ocean reveal metabolic strategies for the adaptation to deep-sea habitats // Microbiome. 2022. Vol. 10, Article 75.
10. Kaur J., Kaur J., Nigam A. Extremophiles in Space Exploration // Indian J. Microbiol. 2024. Vol. 64, No. 2, P. 418‑428.
11. Patel S. Microbes in extreme environments: Life finds a way // J Micro Curr Res. 2023. Vol. 7, No. 6, P. 181.
12. Kato C., Takai K. Piezophiles: Microbial Adaptation to the Deep-Sea Environment // in EOLSS Encyclopedia. 2019.
13. Fujita K., Kurosawa K., Genda H. Assessment of the probability of microbial contamination for sample return from Martian moons I: Departure of microbes from Martian surface // arXiv. 2019.
14. Correll R. R., Worden S. P. Engineering Microbial Symbiosis for Mars Habitability // arXiv. 2025.
15. Carter S. Microbes in Extreme Environments: Life at the Limits and Its Biotechnological Applications // J MicrobioCurr Res. 2025. Vol. 9, No. 1, P. 248.