Новости

Ученые обнаружили жизнь на глубине более 4 тыс. м под землей

Во время масштабной восьмилетней исследовательской работы международная группа ученых обнаружила невероятное разнообразие микробов, живущих на глубине под земной поверхностью, превышающей известные ранее уровни.

Исследование, возглавляемое микробиологом Эмилем Раффа из Океанографического института Вудс-Хоул в США и биоинформатиком Изабеллой Храбе де Анджелис из Института химии Общества Макса Планка в Германии, открыло новые формы жизни на глубинах до 491 м под океаническим дном и до 4 375 м под землей.

Группа проанализировала образцы, собранные более чем в 50 разных местах по всему миру, как на поверхности, так и под ней, включая пещеры и глубоководные гидротермальные источники, которые образуют пороговые структуры. Образцы, взятые с поверхности, поступали из почвы и осадков, в то время как подземные образцы добывались из скважин, шахт или жидкости, полученной в результате гидроразрыва пласта.

«Существует общее мнение, что по мере углубления в недра Земли доступная энергия уменьшается, что приводит к снижению выживаемости клеток, — утверждает Рафф. — Но мы показали, что в некоторых подповерхностных средах разнообразие может легко соперничать с разнообразием на поверхности, а то и превосходить его».

Это особенно касается микробов, обитающих в морской среде, а также представителей таксономической группы, известной как археи. Исследования показали, что генетическое разнообразие архей в этих условиях становится более богатым и равномерно распределенным с каждой новой глубиной, на которую смогли проникнуть ученые. Бактериальное разнообразие на морском дне оказалось значительно выше, чем в экосистемах, расположенных на поверхности.

Жизнь в этих подводных глубинах развивается по совершенно другим временным рамкам, чем та, что наблюдается на активно бурлящей поверхности Земли. Поскольку солнечный свет здесь отсутствует, доступная энергия ограничена, и ее приходиться извлекать из окружающих веществ и химических процессов.

Эти экосистемы функционируют на тектонических временных масштабах, предполагая, что в глубинной биосфере некоторые клеточные организмы могут делиться только раз в тысячу лет.

Эволюционное развитие способствует снижению потребностей в энергии и мощности, а также оптимизации всех аспектов метаболизма для достижения максимальной энергоэффективности, как подчеркивает исследователь Рафф.

В рамках данного исследования было проанализировано микробное разнообразие среди 478 архей и 964 бактерий, а также 147 метагеномов, которые представляют различные морские и наземные экосистемы. Одним из фактов является то, что жизнь, как в поверхностных, так и в подповерхностных средах, существует в непрерывном континууме разнообразия и структуры, а не делится на две четко разделенные экосистемы.

Тем не менее между морскими и наземными экосистемами наблюдаются значительные различия в составе организмов, независимо от того, находятся ли они на поверхности или в подземных слоях. Рафф отмечает, что селекционные давления на суше и в море сильно различаются, что приводит к естественному отбору различных организмов, которые могут сталкиваться с трудностями при адаптации к обитанию в обеих средах.

Исследователи также утверждают, что для некоторых сред, например, морской поверхности, было собрано достаточно информации, в то время как для других, таких как пещеры или почвы, данные либо ограничены, либо совершенно отсутствуют.

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.