Ученые обнаружили тысячи новых микробов, скрывающихся в глубине океана

Всего 6 км соленой воды отделяют поверхность океана от глубин, известных как хадальская зона. Новое исследование позволило обнаружить множество никогда ранее не встречавшихся микробов на дне океана, в том числе в Марианской впадине. Анализ их «инопланетных» методов выживания может дать биологам целый банк новых ресурсов, которые можно использовать в самых разных областях — от медицины до эволюционных исследований.

Хадальская зона начинается на глубине 6 км и опускается до 11 км. Этот нижний предел равен примерно одной с четвертью высоты Эвереста. Исследователи из институтов по всему Китаю совершили 33 погружения в хадаловую зону с помощью пилотируемого подводного аппарата, собрав образцы осадочных пород и морской воды. Последующий анализ выявил более 7,5 тыс. вида микробов, из которых почти 90% были новыми для науки.

«Наше исследование направлено на решение давней задачи в области микробной экологии: выяснение того, как окружающая среда формирует микробные сообщества, особенно в экстремальных условиях», — пишут исследователи в своей опубликованной работе.

Жизнь в хадальской зоне далеко не проста. Температура близка к нулю, давление воды огромно, а питательных веществ очень мало. Учитывая это, разнообразие видов было удивительным. Микробы, обнаруженные исследователями, обычно применяли одну из двух стратегий выживания. Некоторые из них имели более простые и компактные геномы, созданные для эффективной жизнедеятельности. У этих микробов были обнаружены ферменты, призванные противостоять стрессам, связанным с жизнью на такой глубине.

Другие микробы имели более крупные геномы, созданные не для эффективности, а для универсальности. Это позволяет им лучше приспосабливаться к давлению окружающей среды и выживать за счет более широкого спектра веществ для пропитания.

«В хадальном микробиоме наблюдалась необычайно высокая новизна, разнообразие и гетерогенность, особенно среди прокариот и вирусов, на которые влияют как более широкий контекст экстремальных условий окружающей среды, так и тонкая топография хадальной зоны», — отмечают исследователи в редакционной статье, сопровождающей их работу.

Микробы также склонны находить подходящие уголки в глубинах океана и придерживаться их: в каждом из посещенных исследователями мест обитания была своя особая смесь микробов, причем они практически не пересекались между собой.

На меньших глубинах для выживания микробов, по-видимому, более важно сотрудничество: эти крошечные организмы делятся питательными веществами и демонстрируют поведение, приносящее пользу всему сообществу (в том числе формируют защитные биопленки).

Исследовательская группа разместила свои результаты в Интернете, чтобы другие ученые могли изучить их под названием «Исследования окружающей среды и экологии Марианской впадины», что расширит наше понимание того, как жизнь выживает в экстремальных условиях, и откроет новые возможности для исследований в области биотехнологий.

«Эти результаты указывают на то, что факторы окружающей среды определяют высокую таксономическую новизну в зоне хадала, что способствует нашему пониманию экологических механизмов, управляющих микробными экосистемами в такой экстремальной океанической среде», — заключают исследователи.

Глубоко под землей существует сообщество микробов, которые живут в полной изоляции. Эти организмы являются исключительными, так как они были изолированы на протяжении миллиардов лет — это гораздо дольше, чем любые другие подземные микробы, которые когда-либо удавалось обнаружить. Ранее они были найдены живыми в камнях возрастом 2 млрд лет, что полностью побило предыдущий рекорд, составлявший 100 млн лет.