Обитатели самых глубоких слоёв Земли отличились медленным метаболизмом

Международная экспедиция International Ocean Discovery Program, которая проходила с 2003 по 2013 год, завершилась бурением океанского дна. Огромная скважина близ берегов Японии составила 2400 метров в глубину. Забор образцов показал, что даже в этих слоях земной коры процветает жизнь: пробы содержали геномы многочисленных необычных микроорганизмов.

Как рассказывают авторы исследования, представившие свои результаты на осенней сессии Американского геофизического союза, эти микробы уникальны. Они способны выжить в экстремальных условиях среды благодаря низкокалорийной диете из углеводородных соединений и очень медленному обмену веществ.

Сеанс исторически важного бурения состоялся в 2012 году у берегов японского полуострова Симокита. Корабль "Тикю Хаккэн" спустил в море гигантский бур, который преодолел километр до морского дна и затем 2,4 километра вглубь океанической коры.

Образцы, которые содержали геномы экстремофилов, были добыты из угольного пласта и доставлены на борт корабля, где и проводились предварительные анализы. Учёные обнаружили, что, несмотря на отсутствие света, кислорода, воды и очень ограниченные питательные ресурсы, микробные колонии процветали.

Чтобы узнать больше о том, как эти обитатели глубинной биосферы выживают, исследователи провели серию экспериментов, в рамках которых они кормили маленьких сферических организмов различными питательными соединениями.

"Мы выбрали местом бурения угольные пласты, поскольку понимали, что будь на такой глубине жизнь, она бы была сосредоточена вокруг питательного углерода. Однако мы также предполагали, что в колонии микробов должны быть такие организмы, которые питаются непосредственно органическими соединениями, такими как метан или другие углеводороды", — рассказывает ведущий автор исследования Элизабет Трембат-Райгерт (Elizabeth Trembath-Reichert) из Калифорнийского технологического института.

Результаты экспериментов показали, что микробы, обитающие в глубинных слоях Земли, действительно питаются преимущественно метильными соединениями. К тому же, они имеют крайне медленный метаболизм и экономят максимальное количество энергии.

В настоящее время исследователи пытаются выяснить, какое количество видов микроорганизмов проживает в угольных пластах под океанским дном, а также является ли один из этих видов доминирующим.

Однако первостепенная задача, которая стоит теперь перед Трембат-Райгерт и её коллегами, это попытка выяснить, как именно попали микробы в столь глубокие слои земной коры и как долго их населяют.

Открытие огромных экосистем микробов, обитающих глубоко под землёй, заставляет учёных пересмотреть роль, которую эти организмы играют в углеродном цикле. Поскольку они поглощают углеводороды и испускают парниковый газ метан, они могут иметь большее влияние на климатическую систему Земли, чем считалось ранее.

Также новые данные имеют большое значение для поиска жизни на других планетах: если в теории организмы способны выжить в таких экстремальных условиях на Земле, то другие миры за пределами Солнечной системы тоже могут населять бактерии.