Внутриземная жизнь кипит под морским дном
Под дном морским, в отсутствии кислорода и солнечного света, живет целая экосистема – ученые назвали ее темной биосферой. Возможно, она окажется одной из крупнейших экосистем планеты, сообщает Live Science, ведь океаническая кора покрывает 60% поверхности Земли. Ученые впервые взяли образцы этой коры и проверили ее на предмет форм жизни. Оказалось, что в скальных породах процветают колонии бактерий, пищу которым дают минералы.
«Энергию они получают от химических реакций воды и камня», - рассказывает Марк Левер (Mark Lever), микробиолог из Орхусского университета (Дания), главный автор исследования. «Данная экосистема живет благодаря хемосинтезу, а не фотосинтезу – это первая крупная экосистема такого рода, обнаруженная на Земле». Раз бактерии были найдены в глубоких скважинах, которые ученые пробурили в коре океана, жизнь может существовать и в аналогичных условиях других планет.
«Я думаю, что аналогичные формы жизни присутствуют на других планетах. На Марсе нет кислорода, но есть богатые железом породы. Вполне возможно, что аналогичные химические реакции происходят на других планетах, вероятно, глубоко под их поверхностью», - утверждает Левер.
На прошлой неделе ученые НАСА объявили о том, что в марсианских породах присутствуют химические ингредиенты, необходимые для органики, в том числе сера, водород, кислород, азот, фосфор и углерод. Возможно даже, что на Марсе некогда обитали микробы.
Жизнь внутри Земли
Микроорганизмы, обитающие в толще коры, очень разнообразны. Они потребляют водород, фосфор, углерод и другие элементы, но в рамках данного исследования ученые обратились к видам бактерий, выделяющих метан и снижающих присутствие серы в среде. Бактерии питаются неорганическими молекулами, созданными во время воздействия воды на скальные породы. Потребив свою «пищу», микробы выделяют метан или сероводород (газ тухлых яиц).
Левер достал породы и населяющих их микробов в 2004 году, в ходе международной исследовательской экспедиции к восточным склонам подводного горного хребта Хуана де Фука, на тихоокеанском побережье штата Вашингтон. Глубина там составляет 2,6 километра, а океаническая кора покрыта слоем глины толщиной 260 метров. Подробные исследования других ученых выявили, что именно здесь сквозь кору циркулирует морская вода.
В районе хребта идет бурная тектоническая активность: раскаленная лава вытекает на поверхность Земли и создает новые слои базальта. Место бурения находилось в 100 километрах от хребта; ученые бурили базальтовую породу, чей возраст составляет 3,5 миллионов лет. Вытащенные на свет Божий породы находились на глубине 300 метров.
Данные ДНК показывают, что найденные организмы – наши современники, а не ископаемые. Левер максимально осторожно (чтобы не допустить загрязнения) перевез находки в лабораторию универститета штата Северная Каролина.
Катрина Эдвардс (Katrina Edwards), микробиолог из университета Южной Калифорнии, не участвовавшая в данном исследовании, утверждает, что Левер и его коллеги «замечательно справились» и избежали всех опасностей контаминации, которые угрожают при извлечении микробов из океанической коры. «Они потрясающе сделали свою работу», - утверждает Эдвардс.
Темная биосфера
«Полученные результаты крайне важны для нашего понимания глубинной биосферы. Океаническая кора – это наиболее распространенная экосистема на планете. Большинство бактериальных экосистем Земли живут в темноте. Мы так привыкли считать солнечный свет естественной частью среды (потому, что мы в нем живем) – но на самом деле большая часть биосферы живет в темноте», - рассказал ученый.
Левер и Эдвардс больше интересуются не разнообразием внутриземной жизни, а тем, как подземные бактерии воздействуют на глобальный биохимический цикл превращения углекислого газа в кислород, а также на химическую среду океанов.
По мере того, как микробы вымывают минералы и выделяют отходы, они меняют химический состав скальных пород и морской воды. Эта подземная фабрика может существенно менять химию мирового океана – хотя масштаб этих изменений пока неизвестен.
«Там, возможно, имеется биомасса организмов, превращающих двуокись углерода в биомассу, и выступающая в качестве поглотителя углерода – как лесные массивы. Примерно 4% воды в океанах Земли протекает сквозь кору, и влияние этих микроорганизмов на глобальные химические процессы может быть весьма существенным», - рассказывает Левер.
Однако далеко не всюду в коре имеются условия, необходимые для поддержки такой яркой экосистемы. Кое-где нет проточных вод, а где-то – окисленных минералов, снабжающих бактерии энергией. Кроме того, в некоторых областях коры жизнь питается кислородом. «Мне кажется, жизнь есть всюду подо дном океана, но точно мы пока не знаем», - говорит Левер.
Ученый не удивился тому, что в толще базальта обитают микроорганизмы. Базальтовая кора была первой благоприятствующей жизни средой на Земле, а метанопроизводящие бактерии – это, возможно, первые формы жизни, появившиеся на планете. Ближайшие родственники найденных микробов сейчас обитают в почве рисовых полей и в осадках сточных вод. «Это древние организмы. Они уже очень давно живут на Земле и распространились по всему миру», - рассказал Левер.
Артём Космарский nauka21vek.ru