Масса «зомби-бактерий» и других обитателей недр Земли оказалась в сотни раз больше, чем масса всех живущих на планете людей. Об этом ученые из коллаборации Deep Carbon Observatory сообщили на встрече Американского геологического союза в Вашингтоне.
Коллаборация Deep Carbon Observatory — это коллектив более чем из тысячи ученых из 52 стран мира, которые на протяжении последних десяти лет изучали подземные экосистемы Земли, год за годом пополняя данные о ее биосфере. Оказалось, что на подземную ее часть приходится 17-25 миллиардов тонн углеродных форм жизни. Это в 300-400 раз больше, чем масса всех людей на Земле.
Исследователи назвали глубинную биосферу Земли «подземным Галапагосом».
Они отмечают, что их открытия стали возможны благодаря двум техническим достижениям — бурам, которые могут проникать глубоко под земную кору, и современным микроскопам, позволяющим разглядеть мельчайшие формы жизни.
«Даже в темноте и энергетически сложных условиях экосистемы внутри Земли уникальным образом сохранялись и развивались в течение миллионов лет, — отмечает японский геомикробиолог Фумио Инагаки. — Расширение наших знаний о глубинной биосфере позволит по-новому взглянуть на обитаемость Земли и понять, почему жизнь возникла на нашей планете и существует ли она на Марсе и других небесных телах».
Исследователи пробурили скважины в морском дне и взяли пробы микробиомов на сотнях участков по всему миру. Данные позволили предположить, что глубинная биосфера Земли охватывает около 2,3 млрд кубических километров (примерно вдвое больше всех океанов Земли) и содержит около 70% всех бактерий и архей на планете.
Некоторые из них живут в чрезвычайно жарких местах.
Рекордсменами стали археи Geogemma barossii, которые обитают в жерлах гидротермальных источников на морском дне. Они успешно живут и размножаются при температуре в 121°C — выше точки кипения воды.
Еще один организм, найденный в 2,5 км от поверхности, существовал миллионы лет без воздействия Солнца. Он жил за счет метана, который сам же и генерировал.
Бактерии были обнаружены даже на глубине 10,5 км ниже поверхности океана, где они выживают в условиях огромного давления — даже на глубине 400 м оно уже в 400 раз выше, чем в пределах уровня моря.
По-видимому, около 70 процентов всех обитающих на планете архей и бактерий живут в недрах Земли, отмечают исследователи. По генетическому разнообразию обитатели глубин сравнимы с организмами, обитающими на поверхности планеты. А богатство разновидностей микробных сообществ, живущих в осадочных породах, зависит от возраста этих пород. Чем они старше, тем в них меньше пищи, и меньше микроорганизмов.
«Это все равно что найти новый резервуар жизни на Земле, — говорит доцент Университета Теннеси в Ноксвилле Карен Ллойд. — Мы постоянно открываем новые формы жизни. Но так много жизни оказалось внутри Земли, а не на ее поверхности. Самое странное для меня — то, что некоторые организмы могут существовать в течение тысячелетий. Они метаболически активны, но им требуется меньше энергии для поддержания жизни, чем мы могли предположить».
Эколог Рик Колвелл отмечает, что образ и продолжительность жизни подземных микроорганизмов чрезвычайно разнообразны. Некоторые из них жили тысячелетиями, при этом едва двигаясь.
«Мы, люди, ориентируемся на относительно быстрые процессы — суточные циклы, основанные на Солнце, и лунные, основанные на Луне. Но эти организмы являются частью медленных, устойчивых циклов в геологических временных масштабах».
Более того, позже ученые обнаружили, что существуют и подземные многоклеточные организмы, такие как многоножка Geophilus hadesi, живущая на дне километровой пещеры в Хорватии, а также нематоды из рода Poikilolaimus, обитающие в почве золотых шахт в ЮАР на еще большей глубине.
Одна из самых необычных черт этих организмов – крайне медленная скорость метаболизма, связанная с постоянным недостатком кислорода или питательных веществ. По этой причине многие ученые сравнивают подобных жителей подземного мира с зомби.
Исследователи рассчитывают, что чем больше мы будем знать об ограничениях жизни на Земле, тем вернее сможем определять ее возможность на других планетах. Кроме того, если даже на изученных глубинах обитает такое количество жизнеспособных организмов, неизвестно, что можно обнаружить еще глубже.
Пока что главным остается вопрос, как микроорганизмы заселяли Землю — двигались с поверхности к глубине, или наоборот. Исследователи надеются, что понимание этого факта позволит больше узнать о том, как развивалась жизнь на Земле и как она могла бы развиваться на других планетах.
«Мы должны спросить себя: если жизнь на Земле может так отличаться от того, что мы ожидаем в силу опыта, то какие странности можно ожидать, исследуя жизнь в других мирах?» — говорит минералог Роберт Хейзен.