У зразках яскраво-блакитного вулканічного мулу, піднятого з глибини близько 3000 метрів біля Маріанської западини, вчені виявили жирові молекули, характерні для клітинних мембран мікроорганізмів. Середовище з екстремальним рівнем лужності — pH ≈12 — досі вважалося непридатним для життя. Утім, за новими даними, деякі мікроби змогли пристосуватись до цих умов, використовуючи хімічну енергію замість сонячної. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження, опублікованого в журналі Communications Earth & Environment.
Життя у блакитному вулканічному мулі
У центральній частині західного Тихого океану, біля Маріанської западини, вчені дослідили незвичні зразки блакитного мулу, що утворився внаслідок діяльності підводних муд‑вулканів. Цей матеріал, піднятий з глибини до 3 км у межах німецької експедиції R/V Sonne (SO292/2), виявився не лише геохімічно унікальним, а й містив сліди живих організмів.
Мул складається переважно з серпентиніту — мінералу, що утворюється внаслідок реакції ультрамафічних порід з водою. Його яскраво-синій колір пояснюється відсутністю контакту з морською водою. Цей шар, із мінімальною присутністю солей, залишається ізольованим від біосфери. Проте аналіз виявив у ньому жирові компоненти мікроорганізмів — ліпіди, що входять до складу клітинних мембран.
Де і як знайшли ці зразки
Дослідження охоплювало два муд‑вулкани: «Pacman» і «Subetbia», розташовані у форарковій частині Маріанської системи. У 2022 році під час буріння було отримано дев’ять кернів мулу, з яких два були досліджені докладно. Найглибший зразок — GeoB24917‑1 — витягли з глибини 2997 метрів.
Нижні шари цього керна складалися майже винятково з серпентиніту і бруциту. Через ізоляцію від морської води мул зберіг своє хімічне середовище і колір. У верхніх шарах бруцит уже частково розчинився, а відтінок став світлішим.
Які умови панують у середовищі зразків
Зразки взято в зоні, де поєднуються одразу кілька екстремальних факторів:
-
pH до 12 — це означає дуже лужне середовище, порівнянне з побутовими засобами для чищення; при контакті з шкірою така речовина викликає хімічні опіки.
-
Температура не перевищує 3,5 °C, адже мул надходить із відносно холодних геологічних зон.
-
Майже повна відсутність органічного вуглецю — менш ніж 0,01 % за масою.
-
Високий тиск та відсутність світла — зразки взяті з глибини майже 3 км.
Попри це, умови у серпентинітовому мулі дають змогу мікроорганізмам виживати завдяки хімічній енергії. Зокрема, унаслідок серпентинізації (взаємодії води з гірськими породами) утворюються водень (H₂) та метан (CH₄) — джерела енергії для хемосинтетичних мікробів.
Як мікроорганізми пристосувались до екстремального середовища
Головний доказ присутності життя — ліпіди клітинних мембран. Дослідники виявили не лише їхню наявність, а й цілісність, що свідчить про життєздатність організмів саме нині, а не у минулому.
У нижніх шарах мулу зафіксовані ознаки метаногенезу — процесу, під час якого мікроорганізми утворюють метан. Натомість у верхніх шарах переважають ознаки анаеробного окиснення метану (AOM) — реакції, під час якої метан споживається мікроорганізмами без участі кисню, з використанням сульфатів.
Ці дані вказують на багаторівневу структуру спільнот: різні типи мікробів живуть на різній глибині, використовуючи наявні ресурси й виживаючи без органіки або світла.
Знахідка мікробів у таких умовах — це вагоме підтвердження того, що життя можливе не лише у комфортних середовищах. Як зазначає органічна геохімікиня Флоренс Шуботц із Університету Бремена, «первісне життя могло виникнути саме в подібних гідротермальних умовах».
Це відкриття актуальне й для астробіології: подібні геохімічні процеси можливі на крижаних супутниках Юпітера (Європа) чи Сатурна (Енцелад), де підлідні океани ймовірно контактують з кам’янистим ядром. Такі місця є кандидатами для пошуку позаземного життя.
Крім того, життя під морським дном, за підрахунками, становить до 15 % усієї біомаси планети, а отже — суттєво впливає на глобальні біогеохімічні цикли. Такими дослідженнями вчені відкривають ще одну ланку в розумінні того, як еволюціонувало життя на Землі — і як могло б виникнути десь іще.
Раніше ми писали, що науковці оживили мікроби із мерзлоти віком 40 000 років
