Микробы живущие под землей

Они повсюду. Где бы ученые ни заглядывали в недра Земли – от вечной приполярной мерзлоты до тропических островов, от морского дна и до высоких гор – они обнаруживают одни и те же 19 микроорганизмов. Никто не знает, отчего эти, и именно эти микробы обрели такую «глобальность» – а главное, как они умудрились охватить всю нашу планету.

На земной поверхности все иначе: различные ее участки с их разными условиями служат экологическими нишами для самых различных микроорганизмов. Это как с более крупными животными и растениями: в Антарктиде есть пингвины, а в Арктике – северные олени и белые медведи. Один и тот же вид может распространиться достаточно широко – скажем, некоторые рыбы или птицы встречаются в разных уголках Земли. Но у птиц есть крылья, а у рыб – плавники. А вот как и почему одни и те же микробы распространились на площади практически всей планеты, в точках, разделенных десятками тысяч километров?

Исследователь из США Мэтт Шренк (Matt Schrenk) с коллегами изучают их в рамках международного проекта Census of Deep Life («Перепись глубинной жизни»). Ученые берут пробы с глубины от 100 до 2000 м, из шахт и скважин, разбросанных по территории от Канады до Антарктиды, от дна Атлантики до Скалистых гор. Полученные образцы отправляются к Шренку, в Лабораторию морской биологии, где исследователи определяют присутствующие в них микроорганизмы.

«Судя по всему, существует ключевая группа микробов, появляющаяся в этих условиях практически повсеместно, – сказал один из авторов исследования Рик Колуэлл (Rick Colwell), представляя его результаты на конференции Американского геофизического союза. – Иногда какие-то из них могут почти исчезать, содержась в количестве, не превышающем 1 % от общего числа микробов – но они все равно обязательно находятся там».

К сожалению, подходящего объяснения существованию такой группы «глобальных подземных микробов»» у исследователей нет. «Трудно предложить одну хорошую гипотезу того, отчего и как именно эти организмы распространились столь широко», – резюмировал Колуэлл. В конце концов, они не могут перемещаться на такие расстояния, и нелегко предположить, как они могут появиться и в глубине южноафриканской золотой шахты, и в газовом кармане подводного месторождения нефти где-нибудь возле Индонезии.

Пока что нельзя отбрасывать и предположение о том, что это совершенно разные бактерии, развивавшиеся в сходных (и очень скудных) условиях, и в результате ставшие весьма похожими друг на друга – эволюционная теория называет этот процесс конвергенцией. В самом деле, пока что участники Census of Deep Life идентифицировали микробы по стандартной упрощенной методике, ориентируясь на один определенный ген. Чтобы исключить возможность конвергенции, придется провести более детальный генетический анализ.

Такой анализ может дать и массу новых ценных сведений об этих таинственных микроорганизмах – скажем, указать на секреты, позволяющие им выживать в столь тяжелых условиях, при экстремальной температуре и давлении, а главное – при исключительной скудости органических веществ.

Кстати, Мэтт Шренк с соавторами предлагают и более интересное объяснение своим находкам. Дело в том, что множество этих микроорганизмов обнаруживалось в составе серпентинов – магниево-железистых гидросиликатов – которые наверняка сформировались в одну эпоху, около 4 млрд. лет назад. Примерно тогда же на Земле стала активно развиваться жизнь. Поэтому ученые и предположили, что эти группы микробов могли появиться еще в ту далекую эпоху, и за немыслимое время, прошедшее с той поры, разнестись по всей планете за счет движения литосферных плит.

Существа, способные жить и размножаться в экстремальных условиях, так и называются – экстремофилы. В подавляющем большинстве экстремофилы обладают своей специализацией: одни из них предпочитают высокие температуры (иногда более 100 “С), другие – низкие (менее 0 °С). одни обитают в кислотных средах, другие – в щелочных. Известны бактерии, способные легко переносить сверхвысокое давление и размножаться в перенасыщенных растворах – таких, как вода Мертвого моря, а то и при почти полном отсутствии влаги. Одно из самых удивительных и интересных экстремофильных сообществ было открыто лишь во второй половине XX века – это население океанских глубин, обитающее близ богатых серой и горячих «черных курильщиков». Бактерии-экстремофилы, использующие серу в качестве окислителя для процесса клеточного дыхания (так же, как мы используем кислород), являются основой этих уникальных экосистем.
Они поддерживают жизнь экстремофилов-червей, моллюсков и ракообразных – в полной изоляции от всего остального мира. Считается, что такие экосистемы весьма похожи на древнейшую жизнь, которая существовала на нашей планете миллиарды лет назад.

Скрытые глубоко под землей, в условиях почти неизменных в сравнении с переменчивой поверхностью, они могли тихо сохраняться и существовать незаметно в течение – не веков и не тысяч, а миллиардов лет. Целых эонов.