Ученые обнаружили живых микробов, которые находились в изоляции на протяжении 2 млрд лет

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. Они были найдены живыми в камнях возрастом 2 млрд лет, что полностью побило предыдущий рекорд, составлявший 100 млн лет.

«Это действительно захватывающее открытие», — отмечает геомикробиолог Йохей Судзуки из Токийского университета. Микробы, обитающие в изолированных подземных условиях, таких как в данном случае, развиваются медленнее, поскольку здесь отсутствуют многие факторы, способствующие эволюции в более насыщенных средах. Следовательно, микробное сообщество может предоставить информацию о микроэволюции на Земле, которую человечество не знало ранее. Кроме того, это открытие предполагает, что на Марсе могут существовать аналогичные подземные микробные сообщества, выжившие после того, как вода на поверхности высохла.

«Мы не знали, пригодны ли для жизни породы возрастом 2 млрд лет», — объясняет Судзуки. «Изучая ДНК и геномы подобных микробов, мы, возможно, сможем понять эволюцию самой ранней жизни на Земле». Образец горной породы был извлечен с глубины 15 м (50 футов) под землей из образования известного как магматический комплекс Бушвельд на северо-востоке Южной Африки. Этот огромный пласт занимает площадь 66 тыс. км², который образовался около 2 млрд лет назад из расплавленной магмы, остывающей под поверхностью.

Исследователи предположили, что условия формирования этой породы могли поддерживать жизнедеятельность микроорганизмов в течение длительного времени. Они обратились к Международной континентальной научной программе бурения за помощью в извлечении 30 см керна и начали искать следы микробной жизни. Сначала они должны были установить, что обнаруженные микроорганизмы действительно обитали в данной среде, а не стали результатом загрязнения в процессе извлечения. Для этого они использовали метод, разработанный ими несколько лет назад, который включает стерилизацию внешней поверхности образца перед его нарезкой для последующего анализа содержимого.

Затем срезы окрашивали особым красителем, который связывается с ДНК. Это позволяло увидеть микроорганизмы с помощью инфракрасной спектроскопии. Результаты подтвердили наличие ДНК, которая светится при определенных условиях. Кроме того, в образец был забит глиной, которая заполняла пустоты в местах скопления микроорганизмов. Благодаря чему микробы были обеспечены необходимыми ресурсами для жизни, включая органические и неорганические вещества, которые они могли перерабатывать. Кроме того, глина надежно запечатала породу, предотвращая, как утечку микробов, так и проникновение других веществ, в том числе бурового раствора.

Микробное сообщество из горных пород требует более глубокого анализа, включая ДНК-исследования, чтобы понять, как оно изменялось или оставалось стабильным на протяжении 2 млрд лет изоляции от остального мира.

Исследовательская группа собирается взять дополнительные образцы, чтобы лучше изучить микробы, обитающие в этих условиях, и сопоставить их с эволюционной историей нашей планеты. Кроме того, результаты этих исследований могут иметь важное значение для поиска внеземной жизни. «Меня очень интересует существование подземных микробов не только на Земле, но и возможность обнаружить их на других планетах», — говорит Судзуки. «Марсоход NASA Perseverance в настоящее время должен доставить образцы на землю, схожие с теми, которые мы исследовали. Если мы сможем подтвердить наличие микробной жизни в образцах Земли возрастом 2 млрд лет, это наталкивает на мысль о том, что в образцах с Марса мы также можем найти что-то похожее».

Прошло почти столетие с тех пор, как ученые обнаружили одноклеточные организмы, способные извергать метан в окружающую среду. Хотя эти микроскопические родственники бактерий обитают в самых разных экстремальных местах — под километровыми толщами льда, среди горячих песков пустынь, вблизи гидротермальных источников в морских глубинах, на свалках и в сточных водах, — все они принадлежат к одному суперфилу в царстве Archaea, называемому Euryarchaeota.