Микроорганизмы, способные выжить в экстремальных условиях, были обнаружены в отложениях на глубине более 1 километра ниже дна океана, где температура может подниматься до 120 ° C.
Жизнь занимает все земные среды, даже самые экстремальные. Определенные организмы, известные как «экстремофилы», таким образом, выдерживают условия жизни, которые были бы фатальными для большинства других форм жизни: очень высокие температуры, высокая соленость, экстремальная кислотность, огромное давление и прочее. Таким образом, отложения, расположенные на дном океана, образуют особенно суровую среду обитания: температура и давление там повышаются по мере того, как человек погружается на глубину.
В лаборатории некоторые термофильные организмы способны выживать, хотя и ненадолго, до температуры 122°C, если у них есть обильные источники энергии. Но как быть в реальных условиях в подводных отложениях, где такие источники с глубиной все реже встречаются? Чтобы выяснить это, исследователи провели экспедицию на борту корабля Тикю Хаккэн в 2016 году., глубоководное буровое судно Международной программы открытий океана. Поскольку средний геотермический градиент Земли составляет 3°C на 100 метров, обычно необходимо пробурить скважину на глубину до 4 километров на дне океана, чтобы достичь отложений с температурой 120°C, что технически сложно. По этой причине геологи выбрали Нанкайскую океаническую депрессию у японского острова Хонсю, потому что там исключительно сильный геотермический градиент (особенность, связанная с геологической историей его образования). Там, на 4,8 километра ниже поверхности океана, им удалось пробурить 1,2 километра от дна океана, чтобы достичь желаемых 120°C.
Анализ пересеченных слоев осадка преподнес несколько сюрпризов: плотность микробных популяций резко падает с 45°C, всего лишь 100 клеток на кубический сантиметр осадка, что далеко от миллиарда организмов, обычно встречающихся в том же объеме почвы. И наоборот, концентрация эндоспор быстро увеличивается, достигая пика послойно при 85°C. Эндоспора - это неактивная форма, которую некоторые одноклеточные организмы принимают для того, чтобы выдерживать неблагоприятные условия в течение длительных периодов времени. Цитоплазма (внутренняя среда клетки) становится обезвоженной, и возникают защитные барьеры, некоторые из которых состоят из волокнистых белков. Погруженные в защитный сон, эти эндоспоры способны «просыпаться», когда их окружение становится менее враждебным.
Второй сюрприз: бурение выявило большие осадочные интервалы, полностью лишенные жизни, тогда как ниже активные клетки снова были обнаружены в областях, которые, тем не менее, были более теплыми, даже до 120°C.
Причина такого несоответствия еще не выяснена, но эта работа позволяет уточнить «пределы жизни» на Земле. На других планетах такие негостеприимные условия могут быть преодолены гипотетическими организмами-экстремофилами.