Как живут там, где почти никто не живет
Жизнь существует на глубине нескольких километров, в горячих и лишенных кислорода недрах Земли, — и процветает там, совершенно не интересуясь ничем происходящим у нас, наверху. Даже если человечество сильно набедокурит и сделает поверхность Земли полностью необитаемой, рано или поздно ее заселят новые организмы. По современным представлениям, область жизни уходит в глубину не только океанов, но и земной коры, спускаясь на пять километров и даже ниже. Объемы этой биомассы колоссальны, они оцениваются в 15-23 млрд тонн — около 15 процентов от массы всей биосферы. Но пока мы только открываем эту новую «темную» сторону жизни.
В 2009 году более тысячи ученых из 34 стран мира объединились в международном проекте по исследованию «глубинной» биосферы Земли Deep Carbon Observatory (DCO). Окончательный отчет коллаборации ожидается до конца 2019-го, однако еще год назад участники DCO представили предварительные результаты своей работы. Предложенная учеными картина богатых экосистем, существующих глубоко в недрах Земли, резко противоречит многим нашим представлениям о возможностях жизни вообще.
Участники DCO приводят в пример архей Geogemma barossii, которые спокойно размножаются в кипятке горячих геотермальных источников, при температуре выше 120 °C. Упоминают бактерии, которые извлекаются с глубины более 5 км на суше и более 2,5 км ниже морского дна, там, где давление в сотни раз превышает атмосферное. Демонстрируют микрофотографии «дьявольских червей» Halicephalobus mephisto, найденных в золотых приисках, в породе на глубине более 3,6 км — возможно, самых глубоко живущих многоклеточных существ в мире.
По их подсчетам, «темная биосфера» может насчитывать порядка 1029 клеток. Объемы «подземных» экосистем достигают 2-2,3 млрд куб. км, — вдвое больше, чем у Мирового океана, и здесь встречаются представители всех трех доменов жизни, включая многоклеточных эукариот. Многие из них вовсе не нуждаются ни в Солнце, ни вообще в чем-либо, происходящем снаружи. Они — «дети подземелья», способные извлекать все необходимое прямо из недр планеты.
У поверхности жизнь подчиняется быстрым циклам и процессам — приливам и отливам, суточному и годовому вращениям Земли и т. п. «Темная биосфера» живет на других, геологических масштабах времени, здесь все происходит намного медленнее, чем у нас. Одноклеточные могут жить тысячелетиями, не спеша вырабатывая и экономно расходуя дефицитные ресурсы. Однако «имя им легион» — их много, очень много, и они расширяют наши представления о границах доступного жизни не только на Земле, но и за ее пределами. «Окончательные пределы возможностей жизни в плане температуры, давления и извлечения энергии еще предстоит установить», — пишут ученые DCO.
Нефть, вода и осадочные керны
Еще сто лет назад казалось, что жизнь сосредоточена исключительно возле поверхности Земли, где условия комфортны, в изобилии присутствуют вода и солнечный свет. Первые признаки существования «темной» биосферы заметил микробиолог Фрэнк Грир (Frank Greer), который по просьбе геолога Эдсона Бастина (Edson Bastin) пытался выяснить, с чем связано загрязнение нефти сероводородом и гидрокарбонатами.
Насколько тогда было известно, производить эти вещества должны живые организмы. В частности, сероводород выступает побочным продуктом деятельности сульфатредуцирующих бактерий, а с гидрокарбонатами выводятся избытки угольной кислоты, которая образуется в ходе окисления сахаров и получения энергии. Однако на рубеже 1920-х, когда работали Григ и Бастин, никто и подумать не мог, что при давлениях и температурах, существующих на глубине нефтяных полей какие-либо клетки вообще способны выживать. Тем не менее, ученым удалось показать, что эти загрязнения имеют биогенную природу и производятся сульфатредукторами.
В дальнейшем исследования «темной» биосферы остановились. Добывать образцы с большой глубины слишком сложно, а работать с ними еще сложнее. Даже обычные анаэробные, с трудом переносящие кислород микробы трудно культивировать в лаборатории. А уж если они нуждаются в высокой температуре и давлении, особых (часто не очень понятных) химических условиях, вырастить их зачастую вовсе невозможно. Широкие исследования подобных организмов-экстремофилов стали возможны лишь с появлением новых современных методов — секвенирования ДНК и генетического анализа, масс-спектрометрии и т. д.
Все это позволило микробиологам обнаруживать жизнь в образцах, которые извлекались нефтяниками и геологами: пусть сами клетки при извлечении погибают, их ДНК и некоторые другие соединения еще возможно исследовать. Так их удалось обнаружить в кернах, поднятых с морского дна в ходе проекта Ocean Drilling Program. Начиная с середины 1980-х его участники пробурили около 2000 скважин, а команда Джона Паркса (John Parkes) показала, что до глубины как минимум 500 метров ниже дна живые клетки не просто присутствуют, но и процветают.
По данным ученых, их количество варьирует в пределах от 10 тыс. до 10 млн на грамм придонных пород; для сравнения, в самых богатых почвах содержится порядка 1 млрд бактерий на грамм. Тогда же появились и близкие к современным оценки масштабов «теневой» биосферы, согласно которым на нее приходится около 95 процентов всех прокариот (бактерий и архей) Земли: 55 процентов живет в нижних слоях океана и ниже морского дна, плюс еще 39 процентов — под поверхностью материков. Там, где для знакомых нам «наземных» нет ни света, ни источников энергии.
Жизнь без спешки
Энергетика обычной жизни опирается на два ключевых процесса. Фотосинтез использует солнечный свет, превращая воду и углекислый газ в молекулы сахаров и кислород. Затем сахара окисляются тем же кислородом, выделяя энергию в ходе реакций брожения (с образованием спирта) или клеточного дыхания (с выделением углекислого газа). На большой глубине невозможно ни то, ни другое: ни света, ни кислорода здесь нет. Однако жизнь способна совершать аналогичные превращения и без них. Более того, такие «альтернативные» реакции появились намного раньше распространенных сегодня фотосинтеза и дыхания, когда поверхность Земли была куда более похожей на ее современные глубины. Для замены кислорода возможно использовать другие соединения, способные выступать акцепторами электронов в окислительно-восстановительных реакциях: нитраты и нитриты, оксиды железа или сероводород. Донор электрона — сахар — может заменяться другими органическими соединениями, включая метан, или просто молекулярным водородом, который выделяется из недр. Такие реакции вполне способны обеспечить клетку энергией в отсутствие света и кислорода. А уж углерода, к которому можно приложить эту энергию для синтеза новых органических молекул, в недрах предостаточно: почти весь он накоплен в глубине земной коры.
Сообщества «глубинных» микробов способны образовывать сложные экосистемы, в которых каждый из участников выполняет свою часть необходимых превращений — так же, как растения, животные и грибы сосуществуют в экосистемах на поверхности планеты. Однако подземные экосистемы могут резко от них отличаться — например, бактерии Candidatus Desulforudis audaxviator являются уникальными «экосистемами-в-клетке». Они обнаружены на глубине 2,8 км, в кислой воде золотых рудников Южной Африки. Температура здесь не падает ниже 60 °C, кислорода почти нет, но микробы заменяют его сульфатом. Азот они получают из аммиака, углерод — из углекислого газа или солей муравьиной кислоты, проводя весь набор необходимых для жизни реакций — сами себе растения, животные и грибы. Разумеется, этот метаболизм далеко не столь эффективен, как фотосинтез и кислородное дыхание, — недаром на поверхности большая часть организмов давно перешли к этим новым реакциям. Недра вообще не отличаются изобилием ресурсов. Поэтому энергетический обмен «глубинных» микробов сильно ограничен, а биохимические превращения неторопливы — они протекают, по разным оценкам, от 10 тыс. до миллиона раз медленнее обычных для нас темпов. Теоретически, пределов времени существования отдельной клетки нет, и считается, что подземные сообщества могут развиваться сотнями или даже миллионами лет. Условия на такой глубине меняются столь же неспешно, и не требуют быстрой адаптации, характерной для нашего «поверхностного» существования.
Из глубины — и в космос
«Возникает вопрос, — говорит Роберт Хейзен (Robert Hazen) из Института Карнеги, — если уж жизнь на Земле может настолько отличаться от всего, что мы ожидали, то сколько же странного ждет нас в ходе поисков жизни в других мирах»? В самом деле, «глубинная» биосфера нашей планеты существенно расширяет доступные жизни пределы. Ее представители переносят колоссальное давление, которое, теоретически, должно замедлять протекание химических реакций. Они прекрасно себя чувствуют даже при 100 МПа — в тысячу раз больше атмосферы, — и, по некоторым данным, способны продолжать метаболизм даже при 1 ГПа — еще вдесятеро выше.
Аппараты, работающие на Марсе, уже не раз фиксировали довольно загадочные выбросы метана из-под поверхности. На Земле этот газ почти всегда связан с деятельностью человека, метаногенных бактерий и вообще жизни. Поэтому обнаружение метана заставляет задуматься о том, не сохранились ли организмы-экстремофилы под ледяной и безжизненной поверхностью Красной планеты? Эта гипотеза остается одной из главных интриг, для решения которой готовятся к полету новые космические зонды.
Нам остается дождаться их полета — и новых красивых находок «глубинной обсерватории» DCO. Лишь стороннему глазу микробное население земных недр может показаться неинтересным и непривлекательным. Для специалиста они по?настоящему прекрасны: «Эти крошечные шарики и нити могли бы украсить новогоднюю елку не хуже дорогих игрушек Swarovski, — сказала Джесс Осубель (Jesse Ausubel) из Рокфеллеровского университета, одна из участниц DCO. — Но для чего природа сделала их такими прекрасными — там, где нет ни света, ни зеркал»?..
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

В районе Красной поляны обнаружили два дольмена

Два охотника стали первыми жертвами болезни оленей

Должно быть место для честного расследования НЛО

Древнейший вулканизм в Солнечной системе

Жители ХМАО засняли НЛО на фоне северного сияния

Загадка странных огней в ночном небе Вены

Китаец прожил 35 лет с просветом аорты

Люди эволюционировали как жуки, а не как позвоночные

Марсоход получил изображения окаменелостей людей

Нашли экзопланету-бродягу земного типа

НЛО в небе над Сызранью

НЛО, трансформации и откровения астронавтов

Ограничение калорий замедлило биологическое старение

Первая буква фамилии студентов определяет успеваемость

Полая Земля, летающие щиты и муравьиные боги

Почему умные люди верят в теории заговора

Сбывающиеся предсказания ясновидящей Ванги

Фрагменты белков могут возникать в космосе

Человек прилетевший с небес

Шамбала и полая Земля в древнем буддизме

Георадар будет искать водные объекты на Юпитере

Дьявольская комета наконец-то стала видна

Затерянный город найден на территории Тонгатапу

ИИ и НАСА борются с изменением климата

Инопланетное существо, выброшенное на австралийский пляж

Какова масса покоящегося нейтрино

НАСА предупреждает о военном присутствии Китая в космосе

НЛО пролетел над красотами Перта

Ортоклаз из свинца - это своего рода загадка

Отчет о программе Kona Blue

Паскагула устраивает вечеринку в честь похищения

Путешественник во времени показал фото из будущего

Самая глубокая дыра в земле была закрыта

Самые странные и неповторимые дома в Огайо

Случаи похищения людей инопланетянами будут изучены

Смертоносная пещера, которая может вызвать пандемию

Такер Карлсон видел свидетельства о подводных НЛО

У человека расплавились пальцы при встрече с НЛО

Увлечение внеземной жизнью восходит к 17-му веку

Черный зверь бродил по полю британского фермера

Встреча с НЛО в школе Ариэль в Зимбабве

Город-призрак, жители которого были вынуждены бежать

Горы и лавовые озера на Ио с высоты птичьего полета

Два неизвестных объекта пролетели мимо МКС

Документальный фильм о похищении в Паскагуле

ИИ VASA1, который может заставить изображения говорить

ИИ изучает планетарный пограничный слой Земли

Инопланетяне украли мои яйцеклетки

Китай осуществляет военные программы в космосе

Книга, предсказавшая катастрофу Титаника

Компания Boston Dynamics представила нового робота

Метеорологи предупреждают о погодных войнах между странами

НЛО залетел в действующий вулкан

Подводя черту под происхождением жизни

Прыщ превратился в опухоль размером с арбуз

Скрытый потенциал РНК в развитии биоинженерии будущего

Состоят ли дюны Титана из кометной пыли

Таинственная механика полета насекомых

Тайна аномалии Балтийского моря наконец-то раскрыта

Хаббл отправляется на поиски небольших астероидов

Гелиевая звезда с самым низким содержанием металлов

Екатеринбуржец выставил на продажу летающую тарелку

Жизнь может существовать в темных водных Европы

Загадка формирования массивных горячих субкарликов

ИИ способен революционизировать кредитование

Инопланетян следует искать на фиолетовых планетах

Инопланетяне похитили яйца у женщины

Метеорит пробил крышу дома

Непрерывные фейковые новости оказывают большее влияние

НЛО влетает в действующий вулкан-портал

НЛО пилотируются духовными сущностями

Океан Энцелада может поддерживать жизнь

Перуанские мумии не являются инопланетянами

Полицейская камера сняла аварийную посадку НЛО

Полярные сияния на холодных коричневых карликах

Попытки AARO вступить в контакт с Дэвидом Грушем

Правительство США намеренно скрывает информацию об НЛО

Разгадка тайн атмосферных рек

США провели испытания управляемого ИИ истребителя

Экстремальные холода в условиях потепления климата

В один прекрасный день ИИ сможет выполнять всю нашу работу

В сеть просочился отчет о встрече ВМС США с НЛО

Давайте поговорим о неопознанных подводных объектах

Доказательства существования инопланетной жизни

Жизнь нужно искать в пурпурных мирах

Жители графства Дербишир взбешены таинственным жужжанием

Как философы воспринимали инопланетную жизнь

Метеорит, пробивший крышу дома во Флориде, прилетел с МКС

Миссия НАСА Солнечный парус готовится к запуску

На протяжении 600 лет манускрипт Войнича остается загадкой

НАСА ищет дешевый способ доставки образцов с Марса

Обнаружена самая массивная черная дыра в нашей галактике

Паранормальные корни программы Пентагона по НЛО

Подтвержден полет аппарата Dragonfly к Титану

Правительство пытается скрыть правду о НЛО

Пурпурные миры населены инопланетянами

Робот-гуманоид Ameca может имитировать человеческую речь

Тестирование технологий для полета на Марс

Человекоподобный НЛО замечен в небе Калифорнии

Я встретил лысых инопланетян–гуманоидов

В небе Калифорнии замечен странный НЛО

Великобритания разрабатывает правила для ИИ

Город богов разрушило мегаземлетрясение

Еще один механизм выживания тихоходок в космосе

Жуткое послание убийцы Зодиака

Квантовый интернет все ближе

Ковчег Завета питал Великую пирамиду Гизы

Морской офицер выражает тревогу по поводу водных НЛО

Нет доказательств существования инопланетных технологий

Новая книга дает представление о космических поисках жизни

Обнаружили близкую массивную черную дыру

Перепись ближайших окрестностей Солнца

Проект по классификации гамма-всплесков

Пурпурный, а не зеленый цвет - цвет жизни на экзопланетах

Стивен Спилберг снимет новый фильм об НЛО

Тайна объекта в форме сердца на поверхности Плутона

Тайна орбитальной нестабильности планет-гигантов

Технология передачи энергии с космических электростанций

Церера таит в себе мрачную тайну

Электричество и батарейки древних египтян

Yeezy Boost 350 v2 Black Черные. Икона Стиля и Инновации

Билл Гейтс поддерживает искусственный интеллект

В небе Калифорнии замечен таинственный объект

В пещерах на Марсе могут находиться инопланетяне

Геолог-любитель получил сильные ожоги от НЛО

Житель Лондона принял вертолет за НЛО

За НЛО отправляйтесь в маленький городок в Висконсине

Звездолеты помогут в поисках новых физических явлений

Интернет может достичь квантовой скорости

Космические силы США готовятся к первой в истории миссии

Министерство обороны публикует документы Kona Blue

Нейтронные звезды нагреваются от аннигиляции темной материи

Нострадамус предсказал войну в 2024 году

Победителем президентских выборов в 2032 году станет робот

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Подводный НЛО сняло исследовательское судно

Проклятая могила с 450 обезглавленными вампирами

Рассекреченный отчет раскрывает дематериализацию НЛО

Тайна высоких уровней энергии в звездных сверхвспышках

Уважаемый астроном не верит в теории заговора об НЛО

Ярчайший гамма-всплеск породила коллапсирующая звезда

Франшиза Pro.Travel. Предпринимательский успех Татьяны Мамаевой

Возвращение денежных средств пострадавшим от брокеров-мошенников. Путь к справедливости

Встреча с НЛО, от которой у человека расплавились пальцы

Детеныш инопланетянина найден в мексиканской пещере

Инопланетяне помешали человечеству скатиться к ядерной войне

Как ученые сообщат человечеству об инопланетянах

Канадский рейтинг мест для наблюдения НЛО

Ключ к поиску жизни в отдаленных мирах

Лучшие наблюдения НЛО в Северной Каролине

Люди не верят, что никаких НЛО нет

Мужчина получил сильные ожоги при встрече с НЛО

Мужчина с разбитым сердцем построил Космические врата

Музей странного и чудесного в Канзасе

Настоящие убежища из сериала Fallout уже построены

НЛО заметили над долиной Нижнего Гудзона

НЛО около Антарктиды - ошибка программного обеспечения

НЛО представляют угрозу безопасность на море

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Призрачные нарушения звездных потоков темной материей

Термодинамика поможет описать расширение Вселенной

Что это за НЛО замечен над штатом Нью-Йорк

Эксцентриситет орбиты создал океан на Мимасе

Более четверти россиян верят в существование инопланетян

Гигантские человеческие скелеты в пещере Лавлок

Глобальное потепление лишит Антарктиду 76% метеоритов

Девочки-близнецы испытывают одинаковые чувства

Древнеиндийская мандала в районе линий Наска

Древние легенды и мифы рассказывают о ануннаках

Женщина чудом выжила после удара молнии

ИИ может притворяться более глупым, чем есть на самом деле

История об оборотнях пронизана загадками и тайнами

Клетки поджелудочной железы пересадят от свиньи человеку

Космические кладбища, затмение и ждать ли НЛО

Космические силы США планируют провести учения на орбите

Магическая сила, делающее тело неуязвимым

Маленькие человечки похитили мужчину

Под Уфой заметили НЛО

Таинственные лабиринты Чинканас

Тайна упавшей в Омске кометы и 17000 фото НЛО

Тайны европейских подземных тоннелей

Тело фанатки вампиров нашли обескровленным

Экстрасенс нашел место захоронения пропавшего мальчика

Гильотинные ножницы по металлу. Назначение и критерии выбора

Как выбрать массажное кресло

Франшиза CyberSeller под управлением Азата Аширова

Подписка на новости
Наверх