Новый тип микроорганизмов, названный CSP1-3, был обнаружен в так называемой Критической зоне — глубоком слое почвы, играющем ключевую роль в экосистемах планеты. Об исследовании сообщает журнал Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
«Критическая зона простирается от верхушек деревьев до глубины около 200 метров и регулирует важнейшие процессы: круговорот воды, питательных веществ и формирование почвы», — объясняет микробиолог Джеймс Тиедже, соавтор исследования.
Критическая зона — это «живая кожа» Земли. Здесь формируется почва, протекает вода, питаются растения и живут микроорганизмы. Именно через эти глубинные слои проходит дождевая вода, прежде чем стать питьевой. Почва действует как естественный фильтр, удаляя загрязнители с помощью физических, химических и биологических процессов.
До недавнего времени мало кто знал, какие организмы живут на глубине десятков метров под поверхностью. А ведь эти микробы — последняя линия обороны перед попаданием воды в подземные источники, которые мы используем.
Новый тип микробов CSP1-3 был найден на глубине до 21 метра в Айове (США) и Китае. Эти два региона выбраны из-за схожих глубоких почв — ученые хотели выяснить, насколько широко распространен этот тип.
Генетический анализ показал, что предки CSP1-3 обитали в водной среде, например, в горячих источниках, миллионы лет назад. Со временем они адаптировались к жизни сначала в верхних слоях почвы, а затем и в глубоких, бедных кислородом условиях.
Что удивительно: эти микробы активны, хотя условия на такой глубине экстремальны.
«Большинство подумали бы, что они похожи на споры или находятся в состоянии покоя. Но мы обнаружили, что они живут и медленно растут», — говорит Тиедже.
Более того, CSP1-3 — не редкость: в некоторых образцах они составляли до 50% всего микробного сообщества. Это крайне необычно: на поверхности почвы ни один вид не доминирует в таких масштабах.
Когда вода проникает вглубь, она уносит с собой остатки органических веществ — углерод и азот. CSP1-3 живут за счет этих соединений, доочищая воду, которая просочилась через верхний слой почвы. Их можно назвать своеобразными «санитарами подземелья», выполняющими роль биоочистки на последних этапах.
Следующий шаг ученых — попытка вырастить CSP1-3 в лаборатории. Это крайне сложно, так как большинство микробов невозможно культивировать вне их естественной среды. Однако, зная, что их предки жили при высоких температурах, команда экспериментирует с условиями, приближенными к горячим источникам.
Исследователи также надеются выяснить, могут ли CSP1-3 разлагать стойкие загрязнители. Это откроет новые возможности в борьбе с загрязнением почв и подземных вод.
Как дышали первобытные микробы без кислорода — наука нашла ответ
На глубоководных кораллах обнаружили очень странные виды бактерий