Древние окаменелые бактерии обнаружены глубоко под морским дном

Часто во время дискуссии о поисках жизни на планетах и спутниках Солнечной системы скептики указывают на то, что условия за пределами Земли слишком суровы для существования живых существ. Однако порой на нашей собственной планете учёные находят доказательство того, что организмы могут выживать в самых невероятных местах.

Например, новое открытие американских и немецких учёных доказывает старую гипотезу о том, что взаимодействие земной мантии и морской воды может создать потенциал для жизни внутри твёрдых пород глубоко под океанским дном. Это в свою очередь усиливает уверенность исследователей в том, что жизнь на планете изначально зародилась под землёй.

125 миллионов лет назад гигантская трещина разделила массивный сверхконтинет Пангею на две части. Разрыв, который в конечном итоге превратился в Атлантический океан, поднял из глубоких недр Земли мантийные породы, которые вступили в химическую реакцию с водой, превращая её в гидротермальную жидкость.

Этот горячий водный раствор под большим давлением проникал в образовавшиеся полости и, как предполагали учёные, создавал внутри пород условия, пригодные для существования простейших бактерий и архей.

"Сама гидротерма, вероятно, имела высокий рН, и там отсутствовал углерод и акцепторы электронов, так что эти условия могли быть сложными для микробов, – объясняет в пресс-релизе ведущий автор исследования Фридер Кляйн (Frieder Klein) из Вудс-Холского океанографического института. – Но гидротермальные жидкости содержат водород и метан, а растворённый углерод и акцепторы электронов присутствуют в морской воде. Поэтому, если смешать эти две жидкости в правильных пропорциях, соберутся все ингредиенты, необходимые для поддержания жизни".

Ещё в 1993 году в результате бурения у берегов Испании и Португалии были получены образцы горных пород возрастом свыше 100 миллионов лет. Тогда специалистам пришлось пройти 690 метров ила и осадков, чтобы достигнуть древнего морского дна, появившегося при распаде Пангеи. Эти пробы больше двух десятилетий пролежали в хранилище, прежде чем Кляйн и его коллеги обнаружили в них окаменелые остатки микроорганизмов.

Образцы пород, полученные при бурении верхней мантии Земли в 1993 году. Цвет изменяется от коричневого (верхние слои) к чёрному (нижние слои), что отражает химический градиент в зоне смешивания жидкостей. Микробы были найдены в белых минеральных жилах (фото Ocean Drilling Program).

В лаборатории учёные аккуратно извлекли древние бактерии из глубины керна и исследовали их с помощью электронного микроскопа, спектрометра и ряда изотопных методов анализа. В результате было установлено наличие в пробах фрагментов органических соединений, таких как белки и аминокислоты, которые могут появиться только в результате деятельности живых существ. Кроме того, в камне сохранились липиды, сходные с теми, что недавно были найдены у уникальных микроорганизмов, живущих в гидротермальной системе Лост Сити (Lost City) на глубине свыше двух километров в районе Срединно-Атлантического хребта.

"Было крайне интересно обнаружить эти особые биологические вещества, которые ранее были найдены только в гидротермальной системе Лост Сити в породах ниже морского дна, где условия чрезвычайно экстремальные, – рассказывает Кляйн. – Подобные системы, вероятно, существовали на протяжении всей истории Земли и, возможно, по сей день существуют на других скалистых планетах, где есть вода. Например, таких как спутник Юпитера Европа".

Авторы статьи, опубликованной в издании PNAS, считают, что колонии обнаруженных ими древних бактерий и архей питались веществами из смеси морской воды и гидротермальной жидкости в трещинах пород.

Позднее (более ста миллионов лет назад) они оказались полностью изолированными от окружающей среды выросшими минеральными образованиями. В те времена животные и растения уже давно колонизировали сушу.

Однако сходные условия существовали на планете и около 3,5 миллиардов лет назад. Это позволяет предположить, что именно мантийные породы могли стать колыбелью всей жизни на Земле.

Исследование также подтверждает давнюю гипотезу о том, что жизнь появляется везде, где есть вода, даже если геологические условия кажутся враждебными. Сегодня, когда учёные находят всё больше воды на других объектах Солнечной системы, эти знания особенно важны.

Однако, по словам Кляйна, биохимические процессы, протекающие под морским дном, до сих пор изучены очень слабо. Тем временем именно в этой области таится ключ к ценной информации, которая помогла бы лучше понять историю развития жизни на нашей планете, а возможно, и за её пределами.