В сверхсоленых и сверхкислых водоемах на севере Эфиопии полностью отсутствует жизнь, даже несмотря на наличие воды — важного маркера обитаемости.
Внеземные пейзажи Даллола / © Lopez-Garcia et al., Nature, 2019
Даллол — одна из самых труднодоступных точек Земли, и один из самых интересных природных объектов для ученых. Здесь находится одно из самых горячих мест на планете: среднегодовая температура в Даллоле в период с 1960 по 1966 годы составляла 34,4 °C. Добраться сюда можно только вместе с караванами, идущими через пустыню Данакиль, а местность совсем безлюдная: одноименный поселок соледобытчиков уже давно заброшен.
Это место на севере Эфиопии расположено на 130 метров ниже уровня моря и поистине уникально с точки зрения природных условий. В Даллоле и его окрестностях есть соляные каньоны, два кислых соленых озера с высоким содержанием магния, гиперкислотные водоемы и геотермальные источники.
Может показаться, что жизнь в таких условиях существовать не может, но ученым уже давно известны галофильные, ацидофильные и гипертермофильные микроорганизмы, которые обитают в соленых, кислых и высокотемпературных условиях соответственно.
Тем не менее, исследование группы французских ученых убедительно показывает, что в сверхкислых, сверхсоленых и магниевых озерах Даллола бактериальная жизнь отсутствует, даже несмотря на интенсивное распространение микробов людьми и ветром, а также наличие воды, которая часто рассматривается как важный фактор обитаемости.
В ходе изучения местности ученые собрали огромное количество образцов, опробовав на них самые различные методы исследований, в том числе химический анализ, сканирующую электронную микроскопию, проточную цитометрию и генетический анализ. Статья об этом исследовании опубликована в Nature.
Однако в некоторых участках Даллола все же теплится жизнь: в соляных пещерах, а также в сверхсоленых озерах Карум и Афрера исследователи обнаружили архей. Это одноклеточные существа, не имеющие ядра и мембранных органелл. Раньше архей называли архебактериями, и в таксономической классификации объединяли вместе с бактериями в царство Дробянки.
Однако в строении архей есть множество особенностей, которые отличают их от бактерий: строение клеточной стенки и мембранных липидов, схожие с эукариотами особенности укладки ДНК и процессов транскрипции, репликации и репарации ДНК, особая структура рибосом и отсутствие спорообразования.
В нескольких местах ученые обнаружили подобие крохотных клеток, которые при подробном изучении оказались минеральными преципитатами (веществами, осажденными из раствора в результате химической реакции). Эти биоморфы, богатые кремнеземом, показывают, насколько сложно порой бывает отличить признаки существования жизни от абиогенных артефактов, особенно в нанометровых масштабах.
Исследование французских ученых показало, что даже в присутствии воды на Земле могут быть полностью свободные от любой жизни места. Главной причиной этого является наличие хаотропных солей магния, которые денатурируют белки и разрушают клетки. Также большой интерес представляют галофильные (солелюбивые) археи, которые с высокой вероятности происходят от негалофильных предков, постепенно адаптировавшихся к агрессивной среде. Лабораторное культивирование этих архей и изучение их геномов поможет ученым лучше понять механизм молекулярных адаптаций к экстремальным условиям.
Результаты работы могут помочь в изучении жизни не только на Земле, но и на других планетах. Так, недавно на Марсе обнаружили доказательства существования неглубоких соленых прудов. Существует теоретическая вероятность того, что в этих водоемах могут обитать экстремофильные микроорганизмы.