Микроорганизмы царства плутона живут за счёт радиоактивных руд
Учёные обнаружили замкнутое сообщество бактерий, живущих на глубине 2,8 километра под землёй. До недавнего времени они были совершенно изолированы от поверхности и, как оказалось, полагались на урановые руды в качестве источника энергии для жизни.
Это открытие совершили Туллис Онстотт (Tullis Onstott) из университета Принстона (Princeton University), Лиза Пратт (Lisa Pratt) из университета Индианы в Блумингтоне (Indiana University, Bloomington) и целый ряд других авторов из нескольких научных организаций США, Канады, Тайваня и Германии.
«Скальная кора Земли фактически не изведана на глубинах более полкилометра ниже поверхности. Организмы, которые мы описываем в этой работе, живут в полностью отличном мире, по сравнению с тем, который мы знаем на поверхности», — говорит Лиза Пратт.
Сразу скажем: бактерии, которые живут в грунтовых водах, сочащихся с большой глубины, или в других подповерхностных окружающих средах, — не новость. Однако до сих пор оставалось неизвестным, были ли эти подземные микроорганизмы сравнительно недавно занесены с поверхности и в настоящее время вымирают, или же они — давние и постоянные жители столь необычной среды обитания.
Кроме того, многие учёные вообще сомневались в реальности подповерхностных бактериальных сообществ, полностью отделённых от поверхностной экологии, которую питает свет Солнца.
Правда, открытия последних лет заставили биологов серьёзно пересмотреть представления о возможности жизни в самых невероятных условиях.
Бактерии-экстремофилы, как известно, живут на океанском дне, глубоко под ним и так же глубоко под поверхностью суши (фото с сайта naturalsciences.org).
Достаточно вспомнить почти бессмертные бактерии, которые живут в породе, лежащей на 800 метрах ниже уровня дна океана, удивительную фотосинтетическую бактерию, живущую близ геотермальных источников на океанском дне, где нет солнечного света, а также — бактерии озера Восток.
Теперь же история глубинных сообществ получила интересное продолжение. Авторы работы исследовали новый, заполнившийся водой, разлом на одном из золотых рудников около Йоханнесбурга.
54 дня они брали пробы воды, просачивавшейся в шахту с большой глубины.
Анализ ДНК показал присутствие в пробах воды нескольких видов бактерий, среди которых доминировал новый вид из отдела Firmicutes.
Надо сказать, это не первое открытие бактерий в рудниках ЮАР — в 2002-м мы сообщали о такой же находке. Но, во-первых, новички живут ещё глубже, чем те бактерии, что были найдены раньше, а во-вторых (и это главное) — новая работа исследователей приоткрыла завесу тайны над источником их пищи.
Отдел Firmicutes царства бактерий насчитывает около 2,5 тысяч видов (фото с сайта plu.edu).
Учёные выяснили, что в замкнутой подземной среде бактерии Firmicutes играют ту же роль, что на поверхности играют фотосинтезирующие организмы. Они усваивают некую первичную энергию, чтобы предоставлять её далее всем членам сообщества.
На поверхности в качестве первоисточника энергии для всего живого мы видим лучи Солнца. Растения накапливают свою массу за счёт фотосинтеза, животные едят растения и так далее.
А вот под землёй, утверждают авторы работы, первичным источником энергии служит радиация урановых руд. Именно она раскалывает воду на водород и кислород, а также способствует формированию сульфатов из содержащих серу полезных ископаемых.
И, как показало исследование, тот самый новый вид Firmicutes, что учёные нашли в разломе, использует для своего питания комбинацию водорода и сульфатов, а отходы жизнедеятельности этой бактерии уже служат источником пищи для других микроорганизмов данного разлома.
Анализ возраста разлома в сочетании с генетическим анализом бактерий показали, что от своих наземных сородичей они были полностью изолированы от 3 до 25 миллионов лет назад.
Но как поверхностные бактерии попали туда впервые, как приспособились и сумели колонизировать область, лежащую столь глубоко в пределах коры Земли, — остаётся тайной.
Бактерии в организме человека
