Биологи нашли микробов, живущих на километр ниже морского дна

Привычную нам жизнь на Земле сопровождает обширная «темная биосфера» — крайне необычные сообщества экзотических организмов, населяющих литосферу планеты. Они не так многочисленны, как обитатели поверхности, но в целом составляют огромную массу, жизнь которой почти не исследована. Изучение этих микробов затрудняется еще и тем, что в норме они требуют экстремальных условий культивирования, да и добыть их с глубины совсем непросто.

Не так давно ученые добыли такие микроорганизмы с глубины 700-800 метров ниже дна Индийского океана. А авторам новой работы удалось добраться ниже километра, где температура достигает 120 °C, — и все равно найти жизнь. Об этом большая международная команда во главе с Каем-Уве Хинриксом (Kai-Uwe Hinrichs) из Бременского университета пишет в статье, опубликованной в журнале Science.

Ученые провели бурение в Нанкайской впадине, протянувшейся почти на 900 километров вдоль восточного берега японского острова Хонсю. Экспедиция, прошедшая на борту японского исследовательского судна Chinkyu, смогла поднять образцы с глубины почти 1200 метров ниже океанского дна. В этой зоне Филиппинская литосферная плита взаимодействует с Евразийской, и это один из самых сейсмически активных регионов на планете. Поэтому и температура с глубиной растет быстрее обычного, позволяя ученым ограничиться «всего лишь» 1000-метровым бурением для того, чтобы достичь областей, нагретых выше 100 °С.

«Прежде лишь считаные бурения достигали такой глубины, на которой температура осадочных пород превышала 30 °С, — говорит профессор Хинрикс. — Цель нашей экспедиции T-Limit состояла в том, чтобы пробуриться на 1000 метров, в породы с температурой до 120 °С, — и мы преуспели». Работы проводили на глубине моря около 4800 метров, бур достиг 1180 метров ниже уровня дна. Анализируя поднятые образцы, ученые заметили, что с ростом глубины плотность микробного населения падает, а когда температура окружающей породы превышает 45 °С, практически исчезает.

Далее тянутся слои, почти лишенные живых клеток: при 50 °С их количество не превышает 100 на кубический сантиметр. Однако вместе с тем начинает повышаться присутствие бактериальных эндоспор — покоящихся форм, способных пережидать самые неблагоприятные условия. Их число достигало максимума при температуре около 85 °С, в 6000 раз превышая количество обычных вегетативных клеток. Ученые предполагают, что таким образом некоторые микробы способны дожидаться подходящих условий весьма долгое время, сравнимое с временными масштабами геологических процессов, — и переходить к вегетативному развитию, как только обстоятельства изменятся к лучшему.

К большому изумлению авторов работы, вегетативные клетки обнаружились еще глубже — ниже 1000 метров, где температура достигает 120 °С. При огромном давлении вода при этом еще не кипит, зато насыщена сульфатами и другими солями. Авторы обнаружили присутствие уксуснокислых и сульфатредуцирующих микробов — «гипертермофилов», адаптированных к подобной экстремальной среде.