Міжнародна група вчених із Китаю здійснила 33 занурення у глибини океану на борту пілотованого батискафа, щоб дослідити так звану хадальну зону – область нижче 6 кілометрів під поверхнею води. У зразках осаду та морської води дослідники виявили 7 564 види мікроорганізмів, майже 90% з яких невідомі науці. Відкриття дозволяє краще зрозуміти механізми виживання у надзвичайно суворих умовах, що може мати значний вплив на медицину та біотехнології.
Що таке хадальна зона і чому вона унікальна?
Хадальна зона починається на глибині 6 км і простягається до 11 км. Це одна з найменш досліджених екосистем планети. Для порівняння, ця глибина дорівнює висоті 30 хмарочосів Empire State Building або 1,25 Еверестів.
На цих глибинах панують екстремальні умови:
- температура майже на рівні замерзання,
- гігантський тиск у сотні разів більший за атмосферний,
- мінімальна кількість поживних речовин.
Попри це, вчені знайшли там величезне різноманіття мікроорганізмів, які пристосувалися до виживання у таких умовах.
Як відбувалося дослідження?
Дослідники з китайських наукових установ здійснили 33 глибоководні занурення за допомогою пілотованого апарата. Вони зібрали зразки морської води та донного осаду для подальшого аналізу.
Після генетичного секвенування було ідентифіковано 7 564 види мікробів. З них майже 90% – абсолютно нові для науки. Це свідчить про неймовірне біорізноманіття навіть у таких екстремальних умовах.
Як виживають мікроби на дні океану?
Дослідники встановили, що мікроорганізми хадальної зони використовують дві основні стратегії виживання.
- Мікроби з маленьким і простим геномом – вони оптимізовані для ефективного існування. Їхні ферменти дозволяють витримувати величезний тиск та холод.
- Мікроби з великим геномом – вони менш ефективні, проте здатні швидко адаптуватися до змін довкілля, використовуючи різні джерела живлення.
Унікальні мікробні спільноти
Кожна досліджена ділянка мала свій унікальний склад мікроорганізмів, без значного перекриття між локаціями. Це означає, що мікроби пристосовуються до локальних умов, а не розподіляються рівномірно по всій хадальній зоні.
Крім того, на більших глибинах виявлено тенденцію до кооперації між мікробами – вони обмінюються поживними речовинами та формують захисні біоплівки, які допомагають виживати в екстремальних умовах.
Чому це відкриття важливе?
Виявлення такої кількості нових мікроорганізмів може суттєво вплинути на:
- біотехнології – унікальні ферменти можуть використовуватися у промисловості, наприклад, для виробництва ліків чи біопалива;
- медицину – мікроби, здатні виживати в екстремальних умовах, можуть дати підказки для створення нових антибіотиків;
- дослідження життя на інших планетах – екстремофіли допомагають зрозуміти, як життя може існувати у суворих умовах, наприклад, на супутниках Юпітера чи Марса.
Дослідження відкриває нові перспективи
Науковці зробили результати доступними для світової спільноти в межах проєкту Mariana Trench Environment and Ecology Research (MEER). Це дозволить іншим дослідникам глибше вивчати механізми адаптації життя до екстремальних умов.
«Наше дослідження дає важливий внесок у розуміння того, як екологічні фактори впливають на мікробні спільноти в таких глибоких і суворих середовищах», – зазначають автори дослідження.
Раніше ми також писали, що вчені працюють над відновленням мамонтів: перший успіх
