Ученые выяснили, куда исчезли первые обитатели Земли

МОСКВА, 12 дек — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Примерно пятая часть земной биосферы сосредоточена в глубоких слоях земной коры. На днях ученые подсчитали, что масса подземных микроорганизмов, обитающих при высоких давлениях и температурах, без кислорода, солнечного света, в бедной питательными веществами среде, превышает 23 миллиарда тонн. Не исключено, что подобные формы жизни существуют и на других планетах.

Кто любит погорячее

Четыре миллиарда лет назад, когда Земля только сформировалась как твердое тело, ее окружала атмосфера из ядовитых газов. На поверхности, стерилизованной солнечным излучением, температура доходила до 78 градусов Цельсия, не было ни кислорода, ни органики. Сложно представить, что в таких экстремальных условиях зародилась жизнь. Тем не менее это произошло.

Ученые полагают, что первыми обитателями нашей планеты стали одноклеточные бактерии, способные размножаться при температуре выше пятидесяти градусов. Их называют термофильными — любящими тепло.

Термофильные микроорганизмы обитают на Земле и сейчас — в горячих источниках, вокруг гейзеров, на вулканах, черных курильщиках в глубоководных частях океана. В 1980-х их обнаружили в горных породах, поднятых из скважин. Возможно, биосфера не ограничивается поверхностью и тонким слоем почвы, предположили ученые. Подземные обитаемые слои назвали глубинной биосферой. В то время думали, что ее населяют только сообщества бактерий и архей. Вопрос был в том, насколько глубоко она простирается.

Сейчас считается, что глубинная биосфера начинается примерно с пятидесяти метров, куда уже не проникает биологическое вещество с поверхности, и заканчивается где-то на четырех или даже пяти километрах. Температура там может превышать сто градусов Цельсия.

Глубокие недра горячие, но не всегда сухие. По трещинам циркулирует жидкость в виде флюидов. Вода просачивается с поверхности, из артезианских источников или имеет магматическое происхождение.

Как и чем питаются глубинные микроорганизмы, ученые еще не до конца разобрались. Известно, что некоторые группы способны перерабатывать железо и серу. Углерод для строительства организма поступает из сероводорода, аммиака, нефти, природного газа, источников которых под землей множество. Вместо фотосинтеза у подземных жителей хемосинтез — то есть энергию они получают не от Солнца, а в результате химических реакций.

© Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина, Depositphotos / roxanabalint, Depositphotos / wawritto

Микроорганизмы, обитающие в глубинной биосфере

Живая темная материя

Ученые полагают, что часть термофильных микробов скрылась в недрах, когда природные условия на поверхности изменились. Именно этим микроорганизмам планета обязана кислородной атмосферой, в которой образовались существа нового поколения, изобретшие фотосинтез.

Термофилы найдены в шахтах глубиной несколько километров, в подземных хранилищах газа, пластовых водах нефтяных месторождений и гидротермальных источниках глубинного происхождения. Многие такие микроорганизмы изолированы от внешнего мира в течение тысяч и даже миллионов лет. Это доказали, к примеру, российские ученые из Центра биоинженерии РАН, расшифровавшие геном археи Thermococcus sibiricus из нефтяного месторождения Самотлор.

Бактерии, проведшие под землей около двадцати миллионов лет, обнаружили в 2012 году японские ученые. В скважине, пробуренной на глубину 2,5 километра под дном океана, нашли тонкие угольные пласты, погруженные в газовый резервуар. Гипотеза о том, что природный метан произвели бактерии, обитающие в угле, подтвердилась в лабораторных опытах.

По всей видимости, в глубинной биосфере есть и вирусы — доклеточные формы, паразитирующие на бактериях. Как полагают американские ученые, вирусы регулируют численность популяций бактерий и влияют на их эволюцию.

Самое удивительное, что на большой глубине встречаются и многоклеточные организмы. В 2015 году бельгийские ученые взяли пробы флюида в золотых рудниках Копананг в ЮАР на глубине 1,4 километра. По их данным, жидкость представляла собой реликт возрастом более 12 тысяч лет. Увиденное исследователи описали "как очень населенное место". Среди обитателей флюида обнаружили нематоду — похожее на червя существо.

Марсианские хроники

Биотехнологи используют термофильные микроорганизмы для практических нужд. Производят ферменты, выдерживающие высокие температуры, что востребовано в молекулярной биологии, медицинской диагностике, сельском хозяйстве. Специально выведенные штаммы, поедающие тяжелые металлы, радионуклиды, применяют как очистители промышленных стоков. Глубокоземные микробы способны перерабатывать большие объемы бытовых отходов в сырье, которое затем идет на биотопливо.

Глубинная биосфера Земли навела ученых на мысль о том, что и на других планетах жизнь могла скрыться в недрах. Например, на Марсе. К тому моменту как Земля стала обитаема, парниковый эффект создал на Красной планете невыносимые условия. Если там была жизнь, скажем, принесенная, как и к нам, кометами, древние микроорганизмы могли уйти под поверхность, где выжить проще.

Некоторые исследователи допускают существование на глубине жидкой или замерзшей воды.

На Марсе не так много мест с признаками водных потоков или океана, однако ученые из Великобритании и США предположили, что в кратере Маклафлин — одном из самых глубоких на планете — есть глина, обогащенная магнием, железом и карбонатами. Это может указывать на локальный выход подземных вод на поверхность. Значит, искать жизнь имеет смысл в более глубоких слоях.