«Подземный Галапагос»: геобиологи выяснили, что скрывает невидимая часть Земли

Геобиологи из международного проекта Deep Carbon Observatory, задачей которого является изучение круговорота углерода в недрах нашей планеты, построили модель экосистемы подземной и подводной части Земли. В своей работе они опирались на данные, полученные в ходе исследования глубинного грунта, собранного в разных частях земного шара, в частности на золотом руднике Копананг в Южной Африке, на сульфидных рудниках Германии, на дне Тихого океана недалеко от побережья Японии. Эти сведения, по словам учёных, помогут понять механизм возникновения жизни на нашей планете, а также определить, какие внеземные среды могут быть пригодны для жизни организмов.

Также по теме

Новые виды животных, вулканы и метановые источники: что скрывает Мировой океан

Более 100 экспертов из разных стран соберутся 20—21 октября в Нью-Йорке на форуме, посвящённом исследованию Мирового океана. Что...

Учёные собрали образцы грунта из нескольких скважин в земле (глубиной более 5 км), а также на дне океана (глубиной 2,5 км). После этого специалисты провели лабораторные исследования. В пробах биологи обнаружили множество живых микроорганизмов. 

«Глубинная биосфера представляет собой мир, который можно рассматривать как своего рода подземный Галапагос. В таком мире обитают представители всех трёх ветвей филогенетического древа: бактерии и археи (микроорганизмы, не имеющие ядра), а также эукариоты (живые организмы, клетки которых содержат ядро)», — сообщили авторы исследования.

Ранее учёные уже совершали экспедиции к центру нашей планеты. Живые организмы удавалось находить в подземных шахтах и в глубине океанического ложа. Однако специалистам проекта Deep Carbon Observatory впервые удалось определить процентное соотношение невидимой биомассы Земли по отношению к наземной. 

По словам специалистов Deep Carbon Observatory, около 70% архей и бактерий на Земле прячутся в недрах планеты. «Невидимая» биосфера занимает 2—2,3 млрд км³, что почти вдвое превышает объём Мирового океана. Эта бактериальная «тёмная материя» хранит от 15 до 23 млрд тонн углерода.

Напомним, что этот химический элемент входит в состав земных организмов. Согласно последним оценкам исследователей, вес углерода во всех живых организмах на нашей планете составляет 55 гигатонн. Содержание углерода в организме человека — около 20%. Как выяснили учёные Deep Carbon Observatory в результате своего исследования, на людей приходится в 245—385 раз меньше углерода, чем на обитателей «подземного царства».

Исследователи также обнаружили одноклеточные археи Geogemma barossii, которые обитают в гидротермальных источниках на дне океана. G. barossii живут в отсутствие кислорода, а в качестве источника энергии используют водород. Они растут и размножаются при температуре 121 °C. На данный момент это рекордная температура, при которой микробы могут расти и размножаться. Для сравнения, предыдущий рекорд принадлежал термофильным бактериям, найденным у берегов Италии, — микроорганизмы существовали при 113 °C. 

Учёным также удалось выяснить, что в лабораторных условиях G. barossii живут при температуре 122 °C. Однако этот показатель не является рекордным, поскольку ранее исследователями было установлено, что в специальной лабораторной среде некоторые микроорганизмы могут существовать при температуре 130 °C на протяжении двух часов. 

При этом учёные не исключают, что, возможно, им удастся найти новые микроорганизмы, которые способны перешагнуть этот температурный предел, поскольку генетическое разнообразие обитателей глубин до конца не изучено.

• Candidatus Desulforudis audaxviator
• © Greg Wanger, California Institute of Technology, USA, and Gordon Southam University of Queensland, Australia

По словам геобиологов Deep Carbon Observatory, биологическая жизнь на больших глубинах таит ещё много загадок.

«Мы пока можем только удивляться природе метаболических процессов, которые позволяют микроорганизмам выживать в экстремальных условиях в глубинах Земли», — говорит один из авторов исследования, сотрудник Орегонского университета (США) Рик Колвелл.

Как отмечают учёные, даже в самых экстремальных условиях подземные экосистемы обособленно развивались в течение миллионов лет.

«Новые сведения помогут нам понять, как возникла жизнь на нашей планете и существует ли она в недрах Марса или других небесных тел», — заявил геомикробиолог из Японского агентства науки и технологий по изучению морских недр Фумио Инагаки.