Минималисты или максималисты? Жизнь микроба на глубине в милю

Если сложить всех микробов, живущих глубоко под поверхностью Земли, их биомасса превысит биомассу всей жизни в океанах.

Исследователи из Северо-Западного университета, получив доступ в глубины через бывшую золотую шахту, превращенную в лабораторию в Блэк-Хилс (Южная Дакота), составили самую полную на сегодня карту неуловимых и необычных микробов под нашими ногами.

Всего ученые охарактеризовали почти 600 микробных геномов, некоторые из которых новые для науки. По словам геолога Магдалены Осберн, руководившей исследованием, большинство этих микробов можно отнести к одной из двух категорий:

• «Минималисты» — упростили свою жизнь, питаясь одним и тем же изо дня в день.
• «Максималисты» — готовы жадно хватать любой доступный ресурс.

Исследование принято к публикации в журнале Environmental Microbiology, ранняя версия рукописи уже доступна онлайн.

Порталы в земную кору

Осберн и ее команда в течение десяти лет собирали геохимические и микробные образцы на бывшем руднике «Хоумстейк» (ныне — подземный исследовательский центр Санфорда, SURF). Ученые пробурили отверстия в скалах внутри шахты и собрали флюиды трещин (воду и растворенные газы). Некоторые из этих флюидов имеют возраст до 10 000 лет и кишат микробной жизнью.

В новом исследовании были собраны восемь образцов флюидов с глубин от поверхности до примерно 1,5 километров, что позволило увидеть градиент микробной жизни.

Минималисты против максималистов

Секвенирование ДНК показало, что микробы в образцах представляют 50 различных типов и 18 кандидатных в типы.

Осберн обнаружила, что каждая линия микробов тяготеет к одному из жизненных путей:

• «Минималисты» — сверхупрощенные организмы с одной работой, которую они выполняют очень хорошо в тесном консорциуме с другими. Некоторые даже не имеют генов для синтеза собственных липидов, полагаясь на «разделение труда» и обмен ресурсами.
• «Максималисты» — готовы ко всему, их геномы содержат множество опций. Если питательных веществ не хватает, они могут производить их сами.

Значение для Земли и других миров

Такая подземная жизнь дает подсказки о том, что может существовать на других планетах.

«Эти виды жизни вполне могли бы существовать глубоко на Марсе или в океанах ледяных лун прямо сейчас», — говорит Осберн.

Исследование также имеет значение для нашей планеты, особенно в контексте таких проектов, как долгосрочное подземное хранение углерода.

«Нам нужно учитывать жизнь в глубоких недрах и то, как на нее может повлиять человеческая деятельность, такая как добыча полезных ископаемых и хранение углерода», — отмечает Осберн. — «Если мы закачаем CO₂ под землю, микробы могут метаболизировать его в метан, например. Существует биосфера, которая, в зависимости от степени ее нарушения, может повлиять на поверхность».