Под пустыней Атакама нашли 19 000-летние бактерии, связанные с Марсом

Разнообразные бактериальные сообщества были обнаружены глубоко под почти необитаемой поверхностью пустыни Атакама в Чили. Им, вероятно, 19 000 лет, и они могут быть связаны с микробной жизнью на Марсе, сообщает New Atlas.

Пустыня Атакама на севере Чили является самой сухой неполярной пустыней в мире. Там обитает очень мало видов растений и животных. Из-за того, что осадки выпадают всего раз в десятилетие, пустыня настолько сухая, что NASA использует ее в качестве аналога марсианского ландшафта. Ученые задавались вопросом, что живет под иссушенной поверхностью. 

Известно, что в почвах пустыни доминируют разнообразные бактерии. Однако исследователи стремились пойти дальше и узнать, какие виды микробов живут на глубине более метра под поверхностью.

Ученые выбрали участок солончака в долине Юнгай, одном из самых сухих мест пустыни. Солончаки — это впадины или бассейны, которые раньше содержали водоемы на поверхности; по сути, это высохшие озера. На других участках минералы гипс и ангидрит обычно находятся близко к поверхности, в пределах верхних 50 см. Однако на солончаке они залегают на глубине 2 метров. Гипс содержит воду, а ангидрит — нет. Вместо этого, ангидрит превращается в гипс при контакте с водой.

При бурении грунта на глубину до 4,2 метра исследователи обнаружили скопления солей: гипс, ангидрит и галит (каменная соль), а также катионы (натрий, кальций) и анионы (сульфат, нитрат, хлорид). 

Долина Юнгай. источник: Lucas Horstmann/GFZ-Potsdam

Для изучения микробиологии подповерхностного слоя исследователи использовали анализ ДНК беспозвоночных (iDNA) и сравнили его с геохимическим анализом — рентгеновской дифракцией и ионной хроматографией. Секвенирование генов показало наличие разнообразных микробных сообществ во всех изученных слоях.

Большинство последовательностей принадлежало бактериям; 0,5% составляли археи — одноклеточные микроорганизмы, сходные по структуре с бактериями, но эволюционно отличные от них. Считается, что археи представляют собой древнюю промежуточную группу между бактериями и эукариотами. Доминировали три бактериальные группы: Actinobacteria, Firmicutes и Proteobacteria.

В самых верхних отложениях на глубине от 2 до 5 см актинобактерии составляли 95% микробов. Фирмикуты также присутствовали в большом количестве, их доля колебалась от 47% на глубине 40 см до 93% на глубине 30 см. Более низкая относительная численность фирмикутов (34%) наблюдалась только на глубине 70 см и значительно снижалась ниже 200 см. В отложениях ниже 200 см в микробных сообществах снова доминировали актинобактерии вплоть до глубины 4,2 м. Распределение протеобактерий было достаточно равномерным по всему профилю.

Streptomyces — самый крупный род актинобактерий.источник: CDC/Dr David Berd

Отложения солончака относительно молоды — осадконакопление началось 19 000 лет назад. Однако аллювиальные (речные) отложения намного старше, их возраст на глубине 4,2 м составляет 3,8 млн лет. Исследователи предполагают, что обнаруженное ими сообщество актинобактерий могло заселить почву на ранней стадии, прежде чем быть погребенным под отложениями солончака. Это может означать, что под гиперзасушливыми почвами пустыни существует ранее неизвестная глубокая биосфера, простирающаяся вниз на неопределенное расстояние.

Одним из важных открытий исследования стало обнаружение микробов в отложениях ниже 200 см глубины, где солончак переходит в аллювиальные отложения, состоящие из гравия, песка, ила или глины, отложенных в руслах рек или на поймах. Предполагалось, что на таких глубинах разнообразие и численность микробов будут ниже, но это оказалось неверным.

Ранее уже было показано, что гипс поддерживает жизнедеятельность микробных сообществ в пустыне Атакама. Исследователи предполагают, что в данном случае более глубокие залежи гипса сыграли ключевую роль в поддержании разнообразия микробов, обеспечивая их водой или повышая способность почвы удерживать ее в гиперзасушливых условиях пустыни.

На Марсе тоже есть залежи гипса. Не исключено, что марсианский гипс тоже может быть источником воды для микробной жизни.