На глубине 380 метров под дном ударного кратера в Швеции в полной темноте обитают производящие метан археи. Самое интересное, что там даже нет жизненно необходимого им для «дыхания» водорода. Оказалось, его производят для них другие организмы и вся эта микроскопическая жизнь построена на взаимопомощи. По мнению ученых, точно так же вполне могло бы происходить на Марсе.
Вскоре после посадки в приэкваториальном марсианском кратере Гейл в 2012 году планетоход Curiosity начал фиксировать там подозрительные выбросы метана, и это продолжается по сей день. По неясным пока причинам феномен проявляет себя по ночам, а в летний период более интенсивно. О том, что это значит, идут активные споры. Есть версия, что на самом деле марсоход улавливает свои же утечки: у него на борту есть резервуар метана для анализа грунта.
В любом случае возник вопрос, могут ли в принципе жить на Красной планете его гипотетические производители. Поверхность Марса для этого считают непригодной из-за экстремальных холодов, слабого атмосферного давления и радиации — как известно, марсианское ядро почти не создает магнитного поля.
Поэтому астробиологи пришли к выводу, что следы жизни нужно искать в недрах планеты и стремиться достичь как можно большей глубины. Реголит — естественная защита от радиации. Кроме того, под землей теплее и давление выше. Там царит мрак, но для жизни свет не обязателен: на Земле известно множество организмов, которые живут за счет не фотосинтеза, а хемосинтеза — получают энергию от химических реакций между неорганическими веществами.
Недавно новый аргумент в пользу возможности такой жизни на Марсе появился благодаря исследованию земного ударного кратера Сильян. Он расположен в Швеции, его диаметр — около 52 километров. По оценкам, это след от падения многокилометрового астероида примерно 380 миллионов лет назад. С тех пор вмятина сгладилась, но по краям образовались озера, которые создают явную кольцевую структуру.
В этих местах наблюдают следы просачивания нефти и газа, поэтому в 1970-е и 1980-е годы там устроили геологоразведку и пробурили скважину глубиной 380 метров. Она проходит сквозь все верхние слои осадочных пород, которые образовались уже после падения астероида, и достигает древней гранитной коры — именно в нее когда-то ударилась глыба. В итоге месторождения не нашли, но скважина осталась. Именно ею воспользовались ученые из Швеции, Финляндии и США.
В статье для издания mBio они рассказали, что взяли оттуда пробы воды и нефти. Затем в лаборатории сымитировали условия пребывания образцов на 380-метровой глубине и стали поочередно добавлять в них разные питательные субстраты — в надежде, что после получения пищи живые организмы при их наличии «проснутся». Расчет оправдался: появление метанола и нефти действительно активизировало микробы.
С помощью генетического анализа удалось установить конкретные виды обнаруженных существ. Больше всего внимания привлекли метаногенные археи Candidatus Methanogranum gryphiswaldense и бактерии Acetobacterium sp. KB-1. Они оба строго анаэробны, то есть кислород им не только не нужен, но и вреден. При этом археи получают энергию от неорганических веществ, а бактерии питаются углеводородами из местной нефти.
Тем не менее одно поначалу оставалось непонятным: археям для питания нужен водород, а его в образцах не прослеживается. Все прояснил метаболизм Acetobacterium: эти микробы и вырабатывают водород. Причем он для них не просто ненужный, но и сильно мешающий «мусор»: если бы он не удалялся, жизнь бактерий вскоре стала бы слишком сложной. Таким образом, между двумя этими организмами налажена особая форма взаимовыгодного сотрудничества под названием «синтрофия»: один питается отходами другого.
По мнению исследователей, это интересно и для изучения земной жизни, и для астробиологии. Удар астероида нагревает кору и создает в ней трещины, по ним вскоре начинает циркулировать вода, поэтому кратеры могли бы оказаться убежищами для внеземных микроорганизмов.