Это открытие по своей значимости, пожалуй, тянет на открытие века: в недрах нашей планеты скрывается мир, существа в котором живут, скорее, по законам геологии, а не биологии.
Международная команда из более чем тысячи ученых, работавшая десять лет в рамках проекта «Обсерватория глубинного углерода» (Deep Carbon Observatory), пришла к ошеломляющему выводу. Под землей, на глубинах до пяти, а то и десяти километров, существует гигантская экосистема. В пересчете на чистый углерод ее общая масса от 15 до 23 миллиардов тонн.
Чтобы понять масштаб, давайте сравним. Общий вес людей на планете составляет 0,06 миллиарда тонн углерода. Получается, что эта подземная «империя» тяжелее всего человечества в 250, а то и почти в 400 раз. А по объему она занимает до 2,3 миллиарда кубических километров - это почти вдвое больше, чем все океаны мира вместе взятые.
А населяют этот мир существа, которых сами ученые в шутку прозвали «зомби». Они почти не двигаются, живут тысячелетиями и тратят энергию лишь на то, чтобы не распасться.
Как ученые нашли «Подземный мир»
Такие открытия не делаются случайно. Проект Deep Carbon Observatory (DCO), запущенный в 2009 году, объединил 1200 ученых из 52 стран - это геологи, химики, физики, биологи и еще куда специалистов в других областях науки. Их целью было понять, как углерод - основа жизни ведет себя в глубинах нашей планеты.
Десять лет ученые бурили скважины на континентах, уходя на глубину более 5 километров. Опускали буровые установки на дно океана и сверлили еще 2,5 километра вглубь морского дна. Образцы пород доставали и из самых глубоких шахт Южной Африки.
И вот, анализируя эти образцы, ученые раз за разом натыкались не только на следы, но и на саму жизнь. И то, что они там нашли, заставляет пересмотреть сами основы биологии.
Один из ведущих ученых проекта, Митч Согин из Морской биологической лаборатории в США, сравнил это с первым исследованием джунглей Амазонки. «Куда ни посмотри — повсюду жизнь, и везде она поражает обилием неожиданных и необычных организмов», — говорил он.
Жизнь в режиме ожидания длиной в тысячелетие
Так кто же они, эти таинственные обитатели недр? В основном это одноклеточные организмы - бактерии и их дальние «родственники», археи. Археи - это вообще отдельная история, древнейшая форма жизни, которая умеет выживать там, где, казалось бы, не может выжить никто. Но встречаются и более сложные существа, например, крошечные черви-нематоды, которых прозвали «дьявольскими червями» за их способность жить на километровой глубине.
Но обитателей подземного мира стали называть «зомби»? Это прозвище хоть и шуточное название, но оно отлично передает суть. Жизнь этих существ течет в совершенно иначе. Их обмен веществ, замедлен в тысячи, а то и в миллионы раз по сравнению с нами.
Мы с вами постоянно тратим энергию: на движение, на дыхание, на рост, на размножение. А они - нет. Почти вся их мизерная энергия уходит на то, чтобы латать собственные клетки, поврежденные радиацией или химическими процессами. Они не растут и почти не размножаются. Некоторые клетки могут делиться раз в тысячу лет. Их жизнь - это, скорее, не биология, а геология. Они будто застыли во времени, существуя в вечном режиме ожидания. И условия, в которых они это делают, просто не укладываются в голове.
Одна из участниц проекта, доктор Карен Ллойд из Университета Теннесси говорит, что «Некоторые микробы выживают при температуре до 121 градуса Цельсия — это намного выше точки кипения воды».
Например, одноклеточный организм Geogemma barossii, найденный у подводных гидротермальных источников, прекрасно себя чувствует и размножается в кипятке. А давление? На глубине 10,5 километров под поверхностью океана оно в раз выше атмосферного. И там тоже есть жизнь
Чем же они питаются в кромешной тьме, без солнечного света? Они в прямом смысле едят камни. Их пища - это водород, метан, соединения серы и железа, которые образуются в результате химических реакций в земной коре. Они освоили хемосинтез - получение энергии из химических реаакций, а не из света, как растения.
Это не просто жизнь на пределе. Это принципиально иная жизнь. Она не борется за существование в нашем понимании, она просто есть. Медленная, вечная и совершенно равнодушная к тому, что творится на поверхности.
«Темная материя» биологии и главные загадки эволюции
Теперь открытие этой экосистемы ставит перед учеными новые вопросы:
Загадка генетического разнообразия. Под землей обитает, по разным оценкам, до 70% всех бактерий и архей нашей планеты. Их генетическое разнообразие, как считают ученые, сопоставимо со всем разнообразием жизни на поверхности. Но вот парадокс: 99% этих видов мы не можем вырастить в лаборатории. Мы видим их ДНК в образцах, мы знаем, что они есть, но изучить их «вживую» не можем. Ученые называют это «микробной темной материей». Аналогия с космологией прямая: как астрономы видят гравитационное влияние темной материи, но не могут ее увидеть, так и микробиологи видят генетические следы огромного мира, но не могут его «пощупать».
Новые вопросы о происхождении жизни. А вот это уже сильный удар по устоявшимся теориям. Мы привыкли думать, что жизнь зародилась где-то в «теплом маленьком пруду», как писал Дарвин, или в «первичном бульоне» у поверхности океана, под лучами молодого Солнца. А что, если все было наоборот?
Что, если жизнь зародилась глубоко в недрах, в горячей воде, насыщенной химическими элементами? Ведь там она была защищена от космической радиации и постоянных астероидных бомбардировок, которые терзали молодую Землю. А уже потом, спустя миллионы лет, некоторые из подземных обитателей «выползли» наверх, к свету, и начали осваивать поверхность. Эта гипотеза «жизни снизу» - не новая, но открытие гигантской подземной биосферы снова делает ее актуальной.
Загадка перемещения микробов. Еще один необъяснимый факт: микробы, найденные в скважинах под Северной Америкой, оказались генетически очень похожи на тех, что обитают под Африкой или Азией. Как? Как они перемещаются сквозь километры твердой, монолитной породы? Возможно, они путешествуют с потоками глубинных вод или, может, они вообще никуда не путешествовали, а просто остались на своих местах с тех времен, когда все континенты были единым целым - Пангеей?Ответов пока нет.
Космические последствия земных открытий
Казалось бы, при чем тут космос? А связь самая прямая. Открытие подземной империи зомби полностью меняет подходы к поиску внеземной жизни.
Раньше мы искали жизнь на планетах, похожих на Землю: с водой на поверхности, с комфортной температурой, с атмосферой. Теперь же известно, что жизнь может прекрасно обходиться без всего этого. Ей не нужен свет, ей не нужен кислород, она не боится экстремального давления и жары.
А это значит, что шансы найти жизнь, например, в недрах Марса, резко возрастают. Поверхность Марса - холодная, сухая пустыня, выжженная радиацией. Но под поверхностью могут быть запасы воды и тепла от ядра планеты. Идеальные условия для таких «зомби». То же самое касается и ледяных спутников Юпитера и Сатурна - Европы и Энцелада. Под их ледяным панцирем находятся океаны жидкой воды. Почему бы не существовать жизни и там?
Получается, что глубинная биосфера Земли - это наш лучший аналог и полигон для отработки технологий поиска жизни во Вселенной. Правда, теперь задача усложняется: мало прилететь на Марс, нужно еще и пробурить его на несколько километров вглубь. Но, как говорится, это уже совсем другая история.
P. S. Просто оставлю это здесь. На случай, если с Телеграмом что-то пойдет не так или заблокируют. Мой канал в MAX: https://max.ru/popsci