Знание-сила, 2009 № 08 (986)

«Самое удивительное, что мы даже не вправе называть глубинную биосферу каким-то экзотическим биотопом, — отмечает Баркер Йоргенсен, директор Института морской микробиологии из Бремена. — Значительная часть живых организмов, населяющих нашу планету, скрывается под землей». Только за последние годы обнаружено от 10 до 15 тысяч новых видов микробов в этом «пыльном подвале Земли».

Количество и разнообразие подземной жизни далеко затмило все прежние предположения. Неожиданно для себя ученые открыли целый «затерянный мир», который и не предполагали найти на нашей планете.

Это открытие не могло не повлечь за собой ряд вопросов. Как выживают все эти микробы? Откуда они черпают энергию? Откуда они вообще там взялись? И как выдерживают громадную жару, царящую глубоко под землей? Какие ферменты и протеины помогают им это сделать?

Возникают и практические вопросы. Недра нашей планеты превращаются в большую свалку, пропитанную промышленными ядами. Как правило, именно здесь хоронят радиоактивные отходы. Как повлияет подобное соседство на микробов? Что если они станут нашими подземными «мусорщиками»? Будут перерабатывать вредные материалы, превращая их в безобидное сырье? И наоборот: а не могут ли эти «насельники преисподней» повредить контейнеры с ядовитыми или радиоактивными веществами? Насколько надежны подобные могильники? Пока никто из ученых не берется категорично ответить хотя бы на один из данных вопросов.

Чем кормятся эти экстремисты?

Попробуем мысленно проникнуть в эту terra incognita, задержавшись, допустим, в километре ниже земной поверхности. Там невероятно темно и тесно и еще очень жарко. Свет не проникает сюда; здесь нет и кислорода. Органическая пища отсутствует. В принципе, здесь нет самого необходимого, без чего жизнь, — верилось многим, — просто не могла бы существовать. Однако она есть. Эти незримые организмы привычно живут в тех условиях, в которых обычно принято что-либо обеззараживать от колоний микробов. Что для одних смерть, для других — для обитателей глубинной биосферы — поистине «тепличные» условия.

Самые примитивные бактерии и архебактерии оказываются порази — тельно стойкими. Они выдерживают температуру несколько выше точки кипения, давление — более 1200 атмосфер и могут находиться без ущерба для себя в концентрированной кислоте или щелочи. Этих микробов ничем не проймешь. Для них жизнь под километровой толщей скальных пород, «под полушарьем тьмы», — это нечто обыденное, будничное. Их поживой бывает даже то, на что никогда не польстятся их «соплеменники» на «верху» планеты. Кислород же, солнечный свет, умеренные комфортные температуры — все, что, по нашему мнению, благоволит жизни, кажется им абсолютным злом.

Но чем живут эти экстремисты? Чем они кормятся? Даже самые примитивные микроорганизмы нуждаются в некоторых веществах — фундаментальных элементах «химии живого». В углероде, азоте, фосфоре, сере, отдельных металлах.

С нашей точки зрения, самыми счастливыми обитателями подземного мира можно назвать те организмы, которые населяют верхние слои отложений на дне океана. Здесь им еще перепадают органические вещества. В вязком, илистом грунте можно встретить многочисленные останки животных, населявших морские просторы. Разлагая углеродные соединения, содержавшиеся в биологических тканях, подземные микробы черпают нужную им энергию. Используют они и другие вещества.

Начиная с 2003 года в рамках проекта «Ocean Drilling Programme» (ODP) — международная программа бурения дна океана — ученые уделяли немало внимания «глубинной биосфере». В частности, в богатых метаном и сульфатом донных отложениях у берегов Перу были обнаружены несколько групп бактерий, которые придерживаются разных стратегий потребления. В их «отверженных селеньях» течет нормальная, по их меркам, жизнь. Одни вырабатывают метан из водорода и углекислого газа; другие разлагают сульфаты; третьи потребляют соединения железа и марганца.

Обитатели лавовых слоев в окрестности подводных вулканов избрали в чем-то схожую стратегию, помогающую им выжить и найти пропитание. Исследователи из Калифорнийского университета, занимаясь бурением застывших потоков лавы, обнаружили там мельчайшие ходы, в которых сохранились фрагменты ДНК микробов. Очевидно, эти ходы проделали сами микроорганизмы. Пожирая вулканическую породу, они добывали себе энергию. Впрочем, ученые затрудняются пока восстановить последовательность процессов, приводящих к этому.