Канадские ученые под руководством профессора Лили Уайт (Lyle G. Whyte) из Университета Макгилла (McGill University) впервые описали анаэробный организм, который может выживать в максимально близких к марсианским условиях. Для этого людям пришлось исследовать подмерзлотные воды в арктических широтах и проводить генетический анализ донных осадков. Результаты работы исследователи опубликовали в статье Microbial characterization of a subzero, hypersaline methane seep in the Canadian High Arctic.
MARS
Необитаемый канадский остров Аксель Хейберг (Axel Heiberg) относится к незаселенной территории Нунавут (Nunavut). Здесь располагается станция арктических исследований Макгилла (McGill Arctic Research Station) — MARS.
Станция MARS непрерывно работает с 1960 года. Она предназначена для работы 12 человек, чем пользуются не только исследовательские группы NASA и Университета Макгилла, но и другие ученые коллективы. «Марсианские» ученые занимаются климатологией, гидрологией в слоях вечной мерзлоты, геологией, геоморфологией и микробиологией.
Последнее исследование, проведенное канадскими учеными на MARS, позволило описать анаэробный организм, который существует в поистине марсианских условиях — таких, которые описаны для красной планеты.
Неземные условия
Арктический остров — одно из немногих мест на Земле, на котором водные источники берут свое начало из-под слоя вечной мерзлоты. Среднегодовая температура держится на уровне -15°С. Но родниковая вода настолько соленая, что потоки ее не промерзают даже зимой, когда столбик термометра опускается до -40°С. В течение всего года температура воды колеблется в пределах от -0,5°С до 6,9°С, а уровень рН не превышает значение 7,5.
В 2004 году ученые обнаружили уникальный источник — Lost Hammer (LH). Он располагается в изолированной геологической структуре — в центре дна долины, которая топографически не связана ни с одной поверхностной структурой. Это уникальное образование по форме напоминает полую шишку, сложенную из туфа. На поверхность источника из его центра постоянно выделяется газ, от чего вода «бурлит». Ученые выяснили, что в смеси газов основной объем (около 50%) занимает метан. Из-за низкой температуры в воде нет кислорода, пригодного для дыхания, но она обогащена сульфатами и сульфидами.
На Земле прежде никто и никогда не описывал нечто похожее, говорят исследователи. Низкая температура в сочетании с повышенной соленостью, метановыми токами и незамерзающей водой — явление необычное даже по арктическим меркам. Более похоже на что-то инопланетное, чем земное.
Правда, нечто подобное встречается на дне океанов или глубоководных морей. В местах, где соленая вода перемешивается с вулканической грязью и донными осадками, могут появляться метановые «струи». И там живут бактерии, которые дышат серой и даже железом. Но, как правило, в таких местах температура все-таки выше, так как речь, как правило, идет о «черных курильщиках».
Сочетание несочетаемого не испугало ученых-землян, так что они решили поискать в LH марсианскую жизнь.
Марсиане на Земле
Ученые предположили, что в таких условиях могут выживать метаногенные организмы. Хорошенько поискав, они не нашли тех, кто мог бы производить углеводород. Зато в донные осадках ученые обнаружили анаэробный организм, который питается метаном и выживает при низкой температуре и повышенной солености. Сочетающая такие особенности существования живность описана впервые, подчеркивают авторы работы.
Бактериальный организм имеет гены, общие с Loktanella, Gillisia, Halomonas и Marinobacter spp., которые ранее были обнаружены в подобных условиях.
Ученые попытались воспроизвести их в лаборатории. И даже за год вырастили 13 бактериальных штаммов, которые могут жить в холодном соленом аду.
Руководитель исследования профессор Уайт полагает, что основным звеном в энергообеспечении организмов может быть не кислород, а соединения серы. Однако чтобы достоверно и полностью описать «марсианские» организмы и особенности метаболизма, группе придется провести еще несколько экспериментов.
Как отмечают авторы работы, во время генетического анализа им также удалось выявить следы архебактерий (почти 4% от донных отложений), однако ни в одной из попыток оживить их в лаборатории не удалось. Исследователи считают, что ДНК и РНК архебактерий в соленой холодной воде могли просто законсервироваться. Поэтому говорить, что в экстремальном роднике живут еще и архебактерии, неправильно. Возможно, найденные «улики» остались с незапамятных времен.
Марс в Арктике
Арктический источник LH вполне может использоваться как земной аналог марсианских, чьи следы сфотографировал Mars Global Surveyor. Ученые уверены, что если где-то под поверхностью Марса и есть вода, то она точно такая же, как в источнике LH. Земная модель Марса также позволяет понять, как в анаэробных условиях может образовываться метан, следы которого найдены в атмосфере Марса. Ученые уверены, что метан мог образоваться под слоями вечной мерзлоты без участия живых организмов (выделиться из угольного пласта или газогидрата) и просочиться в марсианскую атмосферу.
Наиболее важное заключение, к которому пришли ученые, состоит в том, что марсианские условия могут подходить для жизни, несмотря на низкую температуру и отсутствие кислорода. Вполне возможно, что эта бактерия станет первым колонизатором земного соседа (если ученые окончательно установят, что своей жизни на Марсе нет).
