Южноафриканский золотой рудник. Источник изображения: iflscience.com
Мы привыкли думать, что жизнь сосредоточена на поверхности Земли — в океанах, лесах, горах и городах. Но под нашими ногами скрывается другой мир, о котором большинство людей даже не подозревает. На глубине нескольких километров в земной коре обитают миллиарды микроорганизмов, формируя гигантскую экосистему. Учёные называют её «подземными Галапагосами», и её богатство поражает воображение. По объёму углерода она в сотни раз превосходит человечество, а по генетическому разнообразию может соперничать с поверхностной жизнью. И если на островах Галапагос Дарвин открывал тайны эволюции, то здесь, в полной темноте и под давлением пород, учёные ищут пределы самой возможности существования жизни.
Содержание статьи
70 % всех микробов Земли живут под поверхностью
Исследования показали, что около 70 % всех бактерий и архей планеты живут под землёй. Их общая масса оценивается в 15–23 миллиардов тонн углерода. Для сравнения: масса всех людей вместе взятых составляет около 60 миллионов тонн (~0,06 Гт C). Получается, что в недрах скрывается настоящий «чёрный континент» жизни, почти вдвое больший по объёму, чем все океаны вместе.
Самое удивительное — условия, в которых эта жизнь существует. На глубине более 2–5 километров нет света, почти нет питательных веществ, давление чудовищное, а температура порой приближается к значениям от ~85 °C до ~120 °C.
Нематода (эукариот) из золотого рудника Копананга в Южной Африке в биопленке из микроорганизмов. Источник изображения: iflscience.com
Тем не менее, бактерии, археи и даже многоклеточные существа умудряются не просто выживать, но и развиваться. Так, в южноафриканском золотом руднике на глубине 1,4 километра была обнаружена нематода, живущая в крошечных карманах воды внутри пород.
Как жизнь выживает в экстремальных условиях глубин
Как микробы справляются с такими испытаниями? Учёные предполагают, что многие из них используют химическую энергию, а не солнечный свет. Они «едят» водород, серу, железо или метан, создавая уникальные цепочки обмена веществ. Некоторые из этих метаболических стратегий могут быть ключом к пониманию, как жизнь могла возникнуть на ранней Земле — до появления фотосинтеза.
При этом глубинная биосфера остаётся почти неизученной. По словам микробиолога Карен Ллойд, бурение затронуло лишь «бесконечно малую часть» подземного мира. Возможно, мы ещё не видели самых интересных его обитателей.
Candidatus Desulforudis audaxviator (фиолетовые палочковидные клетки между оранжевыми углеродными сферами) — это вид бактерий, которые выживают за счёт водорода, обнаруженные на глубине 2,8 км в шахте Южной Африки. Источник изображения: phys.org
Не забудьте подписаться на наши каналы в Telegram и Дзен — там много интересного и познавательного!
Почему подземная экосистема важна для науки и поиска внеземной жизни
Эти исследования имеют значение далеко за пределами чистого любопытства. Во-первых, они помогают понять пределы существования жизни на Земле. Если микробы способны жить в темноте, под давлением и жарой, значит, аналогичные формы могут существовать на Марсе или под ледяной корой Европы и Энцелада.
Разновидность метанобактерий, которые вырабатывают метан. Обнаружены в образцах угольного пласта на глубине 2 км под дном Тихого океана у берегов Японии. Полоса представляет собой 10 микрометров. Источник изображения: phys.org
Читайте также: неизвестный древний червь ожил после 46 тысяч лет, проведенных во вечной мерзлоте
Во-вторых, изучение глубинной биосферы важно для экологии: мы до сих пор не знаем, как её процессы влияют на жизнь на поверхности и наоборот. Возможно, именно здесь скрываются механизмы, регулирующие круговорот углерода и серы на планете.
Подземные Галапагосы напоминают нам, что Земля хранит ещё бесчисленные тайны. И каждый новый буровой керн может оказаться окном в совершенно незнакомый мир.
