По-видимому, биомасса планеты сильно недооценивается, ведь микроорганизмы, судя по новому исследованию, населяют всю океаническую кору Земли.
Впервые учёные обнаружили микроорганизмы, живущие глубоко в океанической коре — в вулканических породах на дне моря. Эта кора в несколько километров толщиной покрывает 60% поверхности планетыто есть является самой масштабной средой обитания на Земле.
Тамошние микроорганизмы, по-видимому, в значительной степени зависят от водорода, который образуется, когда вода проходит через богатую железом породу. С помощью водорода они превращают углекислый газ в органические вещества. Этот процесс называется хемосинтезом. В отличие от него, при фотосинтезе для тех же целей используется солнечный свет.
| Работа с образцом (здесь и ниже фото авторов исследования). |
Хемосинтез также способствует жизни в других глубоководных местах — например, в гидротермальных жерлах, но те ограничены континентальными шельфами, а океаническая кора гораздо больше. Если микроорганизмы и впрямь населяют её на всём протяжении, то это первая крупная экосистема на Земле, которая существует благодаря химической энергии, а не солнечному свету, отмечает ведущий автор исследования Марк Левер из Орхусского университета (Дания).
Океаническая кора образуется в срединно-океанических хребтах, расположенных между тектоническими плитами. Новорождённая порода (в основном базальт) выталкивается из мантии на морское дно и погребается под толстым слоем осадков. Хотя давно известно, что микроорганизмы живут в этом осадке и обнажённом базальте, который ещё не покрыт отложениями, происходящее в более глубоких частях коры оставалось загадкой.
В 2004 году г-н Левер отправился в экспедицию на борту американского исследовательского судна JOIDES Resolution для сбора образцов в одной из наиболее изученных областей океанической коры к западу от штата Вашингтон. «На этом корабле, как правило, ходят геологи, но на сей раз с нами было пять микробиологов», — вспоминает г-н Левер.
Группа, в которую входили учёные из шести стран, пробурила 265 м осадка и 300 м коры, получив образцы базальта, сформированного около 3,5 млн лет назад. В этих пробах учёные обнаружили гены микроорганизмов, которые метаболизируют соединения серы, а также вырабатывают метан.
Чтобы проверить, каким микробам принадлежат гены — живым или давно умершим, специалисты нагрели образцы породы до 65 °C в воде, богатой обнаруженными на дне моря химическими веществами. Со временем появился метан, то есть микроорганизмы продолжали жить и размножаться.
Г-н Левер убеждён, что это не «автостопщики» с поверхности, а подлинные жители коры. По его словам, сделано всё возможное, чтобы избежать загрязнения образцов.
| Образец базальта океанической коры (слева) и его микроскопический срез (справа), демонстрирующий изменения концентрации серы, которой питаются микроорганизмы. |
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Подготовлено по материалам Nature News.
