В сотнях метров под землей, куда не попадает ни капли солнечного света, ученые обнаружили неожиданную форму жизни: цианобактерий, которые обычно получают энергию посредством фотосинтеза.
Эти выносливые микроорганизмы существуют около миллиарда лет. Несмотря на свой крошечный размер, они сыграли большую роль в истории планеты — за счет фотосинтеза помогли сформировать богатую кислородом атмосферу Земли, заложив основу для возникновения всех форм жизни.
© ribeiroantonio | Shutterstock
Сегодня цианобактерии обитают в различных средах: от обжигающих пустынь до океанов. Но везде, где живут эти организмы, они обычно получают хотя бы минимальное количество солнечного света. Обнаружение этих существ в темных подземных глубинах стало большим сюрпризом для ученых.
Группа отправилась в экспедицию в район Iberian Pyrite Belt, расположенный вдоль Пиренейского полуострова на юго-западе Испании, чтобы исследовать подземные породы, которые, как они ожидали, будут содержать микробов, очень похожих на поверхностных. Однако они совсем не ожидали найти на глубине 613 метров цианобактерий. Фактически, цианобактерии оказались самыми многочисленными организмами в образцах.
Так называемая «темная биосфера» — это среда, в которой мало или вовсе нет света, но тем не менее есть жизнь. Обитатели некоторых из этих мрачных мест включают в себя странных существ, таких как слепая пещерная рыба (blind cavefish) или многоножка Аида (Hades centipede). И теперь ученые могут добавить в этот список цианобактерий.
Изучив образцы горных пород с помощью флуоресцентной микроскопии, исследователи узнали, что подземные микробы биологически не отличаются от своих светолюбивых родственников, но у этих бактерий нет определенных структур для выполнения фотосинтеза. Вместо него подземные микробы использовали другой процесс генерации энергии. Большое количество цианобактерий собирались вблизи концентраций водорода. Вероятно, они остаются живыми, поглощая водород, химически сочетая его с кислородом, а затем высвобождая электроны водорода.
Генетический анализ также намекает на то, что предки подземных цианобактерий обитали в экстремальных условиях, возможно, в глубоких пещерах, где был дефицит света. Цианобактерий уже находили в подземных породах раньше, но всегда существовала вероятность того, что они попали в образцы через поверхностное загрязнение. Новые данные свидетельствуют о том, что цианобактерии могут жить и процветать в темном мире и играют важную роль в подземных экосистемах.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.