Где проходят границы биосферы?

Биосфера определяется в словарях, как оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Но нигде не сказано: где проходят границы биосферы? Когда-то ученые думали, что на дне океанов никто не живет, так как там очень холодно, темно, давит огромный столб воды и отсутствует пища.

Но в 1977 году были открыты "черные курильщики" – гидротермальные источники на дне океанов, которые извергают воду температурой до 400 °C. Из-за большого давления эта вода не кипит, а находится в сверхкритическом состоянии. И около этих источников "своя жизнь"! Особенные крабы, рыбы, невиданные ранее живые организмы, жизнь, существующая не за счет фотосинтеза, а за счет хемосинтеза.

Когда-то считалось, что жизни не может быть в горячих источниках, кислотах, холодных пустынях, под землей, а потом были найдены экстремофилы – живые существа, которые приспособлены к абсолютно разным, неприемлемым для нас условиям существования.

Конечно, в основном это микроорганизмы. Но жизнью наполнен каждый миллиметр биосферы: криптоэндолиты живут в микроскопических пространствах внутри скал, анаэробы – в тех местах, где нет кислорода, гиполиты – под камнями в холодных пустынях, пьезофилы – далеко в недрах земли.

Нижняя граница биосферы все время отодвигается. Пока жизнь удается найти везде, где проходили такие исследования: на нефтяных месторождениях, в золотых рудниках, подо льдом в Гренландии и Антарктиде, а также в отложениях и скальных породах на дне океана. Понятно, что условия окружающей среды там чрезвычайно неблагоприятные: давление в 10-100 раз превышает атмосферное, а температура может колебаться от нуля до 60 градусов Цельсия.

Однако жизнь есть и там. Вот, например, в Южной Африке на глубине 2,8 км под землей обнаружена уникальная экосистема, всё население которой представлено одним-единственным видом бактерий. Этот микроб (Desulforudis audaxviator), живет в полном одиночестве в горячей подземной воде, на полном "хозрасчете", самостоятельно производя все то, что нужно ему для жизни. Но обычно в подземных недрах живут "семьями", это много видов микроорганизмов, которые обычно образуют симбиотические комплексы, то есть помогают друг другу, деля между собой биохимические функции.

Насчет верхней границы биосферы также ведутся дискуссии. Недавно учеными ЦНИИ МАШ были проведен эксперимент "Тест", который заключался в том, что космонавты во время выхода в открытый космос (МКС летает не в открытом космосе, а в верхних слоях атмосферы Земли, примечание ЗХЖ), протерли иллюминатор Международной космической станции.

После доставки пробоотборника на Землю, смывы с тампонов и материал тампонов (находившееся в пробоотборнике в вакууме) были проанализированы на присутствие бактериальной ДНК методом гнездовой ПЦР. Результат ошеломил: жизнь есть и там! Эксперимент "Тест" надежно доказал, что в пробах космической пыли найдены представителей родов Mycobacteria и бактерии неизвестного рода.

Присутствие представителей диких наземных и морских родов бактерий в количестве не менее 10 копий на квадратный сантиметр поверхности МКС указывает на их возможный перенос из стратосферы в ионосферу с восходящей ветвью глобальной электрической цепи.

Хотя, может быть, космонавты нашли "своих бактерий"? Сами занесли их в пробирки, а потом выделили с помощью ПЦР?

Поясняет главный исследователь — Антон Сыроешкин, доктор биологических наук: "Для исключения заноса в космос земных бактерий, пробоотборник "ТЕСТ" до отправки на МКС был автоклавирован и простерилизован гамма-излучением. После отбора пыли с поверхности МКС космонавт ввинчивает держатель тампона в корпус пробоотборника "ТЕСТ" в открытом космосе так, что тампон остается в вакууме до вскрытия пробоотборника в наземной лаборатории, что является также важным моментом для исключения контаминацией нуклеиновыми кислотами."

Получается, ответ нужно искать все-таки в устройстве глобальной электрической цепи – единой атмосферной "электрической машины", или, ионосферного лифта. Возможно именно он связывает всю биосферу в одну общую сеть, границы которой только сейчас начинают нащупываться учеными.