Если бы камни могли дышать — они бы завидовали этим микробам в океанских глубинах

Наша планета изобилует местами, где жизнь кажется невозможной: обжигающие пустыни, ледяные континенты и самые тёмные глубины океанов. Однако именно там, где условия кажутся абсолютно непригодными, природа снова доказывает свою изобретательность. Новое исследование учёных из Бременского университета и Океанографического института Вудс-Хоул (США) показало, что даже в холодных, щелочных и обеднённых кислородом недрах Марианской предгорной дуги — предгорья самой глубокой точки планеты — скрываются следы жизни. Работа опубликована в журнале Communications Earth & Environment.

Жизнь на краю возможного

Марианская предгорная дуга расположена между вулканической цепью и знаменитой Марианской впадиной. Это место нельзя назвать гостеприимным: температура близка к нулю, давление колоссальное, а вода насыщена щёлочами и солями. Поверхность усыпана грязевыми вулканами, выбрасывающими железосодержащие породы, которые вступают в реакцию с водой и создают редкие самородные минералы — железо, аваруит и другие. Этот процесс, известный как серпентинизация, сопровождается выделением тепла, метана и водорода — потенциальных источников энергии для жизни.

Тем не менее, до недавнего времени биологи считали предгорье Марианской дуги почти мёртвым. Даже современные методы молекулярного анализа не могли выявить там следов ДНК: клеток слишком мало, чтобы их обнаружить напрямую. Но учёные нашли иной путь.

"Наши результаты дают основополагающее понимание подземной биосферы, содержащей серпентинит, в Марианской предгорной дуге", — отмечается в статье исследователей.

Следы жизни в камне

Команда под руководством Флоренс Шуботц и Палаша Кумавата решила искать не ДНК, а липиды — устойчивые органические молекулы, из которых состоят клеточные мембраны. Эти "биомаркеры" способны сохраняться в осадках миллионы лет, даже когда сами микроорганизмы уже давно разрушились.

Анализ показал, что липиды переходят из верхних пелагических (поверхностных) осадков в серпентинитовый ил на дне предгорья. Это доказывает, что микробы живут прямо внутри минерализованных пород и приспосабливаются к экстремальной геохимии.

"Нам удалось обнаружить жиры", — пояснил Кумават. — "Это позволило понять, как микробы выживают, извлекая энергию из самой породы, а не из окружающих газов".

Иными словами, жизнь буквально питается камнем — получая энергию из реакции минералов с водой и производя метан, важнейший элемент для существования глубоководных экосистем.

Таблица: условия среды и реакции серпентинизации

Как микробы выживают без света и тепла

Микроорганизмы, найденные в этой зоне, не зависят от солнечного света или органических веществ. Они используют хемосинтез — процесс, при котором энергия извлекается из неорганических реакций, например, из взаимодействия железа и воды. Полученный водород и метан становятся топливом для других форм жизни, создавая замкнутую подземную экосистему.

"Удивительно, что жизнь возможна при таком высоком pH и низком содержании органического углерода", — отметила Шуботц.

Липидный анализ показал, что эти микробы не просто выживают — они существуют там миллионы лет, устойчиво адаптируясь к экстремальной химии океанского дна.

Возможная колыбель жизни

Учёные предполагают, что именно такие условия — холод, давление, реактивные минералы и химическая энергия — могли стать колыбелью первой жизни на Земле. Процессы серпентинизации обеспечивают постоянный поток энергии и стабильную среду, где простейшие формы жизни могли возникнуть и эволюционировать.

"Мы подозреваем, что первичная жизнь могла зародиться именно в таких местах", — сказала Шуботц.

Мифы и правда

• Миф: на дне океана нет жизни.
  Правда: микробы могут существовать даже под километрами воды, питаясь не светом, а химией камня.

• Миф: жизнь требует тепла и кислорода.
  Правда: экстремофилы способны выживать при 0 °C и в полной щёлочи, используя сероводород и метан.

• Миф: серпентинизация — исключительно геологический процесс.
  Правда: она создаёт энергетическую основу для микробных экосистем.

Три интересных факта

1. Процессы серпентинизации создают водород — один из ключевых источников энергии для древней биосферы.

2. Метан, производимый микробами, может объяснить наличие углеводородов на других планетах, например на Марсе.

3. Сходные минералы и химические реакции были обнаружены в метеоритах — возможно, они сыграли роль в распространении жизни во Вселенной.

Почему это важно

Исследование Марианской предгорной дуги помогает понять, где и как могла зародиться жизнь на Земле и как она может существовать в схожих экстремальных условиях на других планетах. Это не просто научное открытие — это напоминание о том, что жизнь действительно "всегда найдёт выход", даже в глубинах, где царят холод, давление и тьма.