Игра в прятки длиной в миллионы лет: микробы из глубины кратера доказали, что Марс может быть обитаем

В кратере Сильян нашли живущих без света микробов — микробиологи

В глубине древнего ударного кратера Сильян в Швеции, почти под четырьмя сотнями метров породы, учёные обнаружили живые микроорганизмы, которые способны существовать в условиях полной темноты и практически полного отсутствия необходимых для их "дыхания" веществ. Эти археи производят метан и живут благодаря сотрудничеству с другими микробами, что делает систему удивительно устойчивой. Исследователи считают, что подобные механизмы могли существовать и в недрах Марса. Об этом сообщает журнал mBio.

Почему кратеры рассматривают как возможные убежища для инопланетной жизни

Интерес к подземным условиям Марса усилился после первых наблюдений марсохода Curiosity, который несколько раз фиксировал кратковременные выбросы метана в кратере Гейл. Эти сигналы продолжают регистрировать, однако происхождение газа остаётся спорным: обсуждают как возможность биологической активности, так и технические факторы вроде утечек из приборов марсохода.

Тем не менее специалисты сходятся в одном: если на Марсе и существует жизнь, то искать её нужно под поверхностью. Глубокие слои реголита защищают от жесткого солнечного и космического излучения, сохраняют тепло и обеспечивают более стабильное давление. В таких условиях могли бы выживать организмы, использующие не свет, а химические реакции для получения энергии.

Опыт Земли показывает, что даже без доступа к солнечному излучению существуют сложные микробные сообщества, основанные не на фотосинтезе, а на хемосинтезе. Именно поэтому исследование кратера Сильян стало важным: оно показало, что подобные системы могут работать на больших глубинах и в условиях, кажущихся полностью непригодными для жизни.

Как устроен кратер Сильян и что в нём нашли

Шведский кратер Сильян — след от падения огромного астероида примерно 380 миллионов лет назад. Его диаметр — около 52 километров, и хотя со временем рельеф сгладился, кольцевые структуры сохранились. Геологи давно знают, что в районе кратера происходит просачивание углеводородов, поэтому в 1970–1980-х годах там проводили разведочное бурение. Одну из скважин, глубиной 380 метров, использовали для нового микробиологического исследования.

Скважина проходит через поздние осадочные слои и достигает древней гранитной коры — той самой, в которую ударился астероид. Ранее там не нашли промышленные залежи нефти или газа, но сам доступ к глубинным водам стал бесценным для биологов.

Учёные отобрали воду и нефтяные флюиды, затем создали в лаборатории условия, максимально похожие на те, что существуют внутри скважины: без кислорода, в темноте и при соответствующей температуре. Постепенно добавляя различные органические и неорганические субстраты, исследователи наблюдали, кто из микробов "оживёт".

Результаты оказались впечатляющими: появление метанола и углеводородов активировало древние микробные сообщества, которые, судя по данным, могли находиться в состоянии крайне низкой активности многие годы.

Кто живёт в глубине кратера и как эти организмы получают энергию

Генетический анализ показал, что в глубине кратера обитают прежде всего два вида микробов: метаногенные археи Candidatus Methanogranum gryphiswaldense и бактерии Acetobacterium sp. KB-1.

Оба вида — строгие анаэробы, неспособные существовать в присутствии кислорода. Археи получают энергию, превращая неорганические вещества в метан, в то время как бактерии используют углеводороды местной нефти.

Главный вопрос заключался в том, как археи осуществляют метаногенез, если в образцах нет достаточного количества водорода — молекулы, необходимой для их метаболизма. Ответ оказался связан с особенностями жизнедеятельности Acetobacterium: бактерии производят водород как побочный продукт, от которого им же необходимо избавляться, чтобы не нарушать собственный метаболизм. Археи используют этот водород, и таким образом оба вида образуют систему тесного сотрудничества.

Это взаимодействие называется синтрофией — обменом веществами, позволяющим выживать в условиях крайнего дефицита. Подобные синтрофные системы встречаются в природе, но находка на такой глубине и в полностью изолированной среде делает её уникальной.

Почему эти данные важны для астробиологии и исследований Марса

Ударные кратеры обладают набором характеристик, которые делают их идеальными "убежищами" для микробов. Механизмы схожи независимо от планеты:

удар нагревает породы, создавая трещины, по которым начинает циркулировать вода;
образуются микросреды с постоянной температурой;
глубокие слои защищены от радиации;
из органических и неорганических соединений формируются химические источники энергии.

Если в недрах Марса существует жидкая вода или насыщенные солёные рассолы, то аналогичные синтрофные сообщества могли бы появиться и там. Пример Сильяна показывает, что микроорганизмы могут существовать без света и в условиях, полностью изолированных на протяжении миллионов лет.