А вы когда-нибудь задумывались о том, где на Земле может скрываться жизнь? Я была уверена, что на карте обитаемых мест давно нет белых пятен. Оказалось, есть. И какие.
Несколько лет назад я наткнулась на заметку про бурение в Тихом океане. Тогда подумала: ну, очередная экспедиция. А потом начала копать глубже. И, честно говоря, до сих пор под впечатлением.
Речь про то, что прямо сейчас, пока вы читаете эти строки, на глубине около пяти километров под уровнем моря живёт целая биосфера. Микробы, грибы, какие-то совсем странные организмы. В горячих трещинах базальта. Без солнца. Без привычной нам еды.
И их там очень много.
Как туда вообще добрались
Сначала немного контекста. Бурить океанское дно люди начали давно, ещё с проекта Deep Sea Drilling в шестидесятых. Но одно дело пробить дырку и достать кусок породы. Совсем другое, посмотреть, живёт ли там кто-то.
Долгое время считалось, что глубже пары сотен метров под морским дном жизни нет. Слишком жарко, слишком плотно, нечего есть. Логично же? Я бы тоже так подумала.
Но в нулевых начали появляться странные данные. Японское судно «Тикю», специально построенное для глубокого бурения, доставало керны с глубины три, четыре, пять километров. И в этих кернах находили клетки. Живые клетки.
В 2020 году группа под руководством Юки Морона из японского агентства JAMSTEC опубликовала работу в Nature Communications. Они показали, что микробы в океанических отложениях возрастом сто миллионов лет всё ещё живы. Просто очень медленно дышат. Делятся раз в тысячи лет.
Я перечитала эту статью трижды. Не могла поверить.
Что именно нашли
Самое интересное случилось чуть позже. Учёные стали смотреть не в осадки, а в саму магматическую породу под ними. В базальт. В те самые трещины, по которым циркулирует горячая вода.
И там обнаружилась плотность жизни, которая никому не снилась.
В работе 2020 года команда Йохея Судзуки из Токийского университета показала: в одном кубическом сантиметре базальтовой глины может жить до десяти миллиардов бактериальных клеток. Это больше, чем в человеческом кишечнике на тот же объём. Просто вдумайтесь.
Породе, в которой их нашли, около ста миллионов лет. Эти микробы поселились в этих трещинах ещё во времена динозавров и спокойно живут там до сих пор. По их меркам, мы с динозаврами почти ровесники.
Чем они питаются, если нет света
Вот это, наверное, самый красивый момент во всей истории. Я когда поняла, аж дочке побежала рассказывать.
На поверхности почти всё живое держится на солнце. Растения ловят свет, всё остальное так или иначе ест растения или тех, кто ест растения. Цепочка простая.
А под километрами породы солнца нет вообще. Совсем. И никогда не было.
Эти микробы научились жить иначе. Они получают энергию из химических реакций между водой и горной породой. Вода просачивается в трещины, реагирует с железом и серой в базальте, выделяется водород. Водород для бактерий, это как для нас сахар. Можно жить.
Процесс называется хемосинтез. Слово громоздкое, суть простая: еда из камня и воды.
Сколько их там всего
А вот тут начинается совсем интересное. Если сложить всю микробную биомассу под морским дном цифра, от которой холодеет.
По оценкам международного проекта Deep Carbon Observatory, опубликованным в 2018 году, в глубинной биосфере Земли живёт от 15 до 23 миллиардов тонн углерода в виде микробов. Это примерно в 245-385 раз больше углерода, чем во всех людях планеты вместе взятых. И, по разным оценкам, сопоставимо со всей биомассой на поверхности суши. Или даже больше.
Львиная доля живого на нашей планете находится не у нас под ногами в привычном смысле, а гораздо, гораздо глубже.
Мы ходим по крышке огромного аквариума и не подозреваем об этом.
Почему это меняет всё
Когда я обсуждала это с подругой, она спросила: ну и что? Бактерии и бактерии, нам-то какая разница?
А разница большая.
Биология. Если жизнь умудряется существовать в таких условиях, без света, под давлением в сотни атмосфер, при температуре до 120 градусов, поэтому наши представления о границах живого пора пересматривать. Учебники переписывать.
И это меня цепляет сильнее всего, астробиология. Если жизнь так умеет на Земле, почему бы ей не уметь так же на Марсе? Или в океане под ледяной коркой Европы, спутника Юпитера? Или на Энцеладе?
NASA не зря последние годы так пристально смотрит именно на подповерхностные среды других тел. Искать жизнь на поверхности Марса бесполезно: радиация, холод, сухость. А вот на глубине нескольких километров там вполне может быть жидкая вода. И горячий камень. И водород.
Всё, что нужно для такой же странной, медленной, упрямой жизни.
Что меня лично зацепило
Знаете, я долго не могла уложить это в голове. Сижу на кухне, пью чай, а где-то подо мной, через тысячи километров горной породы, на дне Тихого океана, прямо сейчас бактерия в крошечной трещине базальта медленно, очень медленно делится надвое. И будет делиться ещё миллион лет.
И таких бактерий в одном кубическом сантиметре десять миллиардов.
Это перестраивает картину мира. По крайней мере, мне.
Мы привыкли думать, что Земля, это поверхность. Леса, поля, города, океаны. А на самом деле всё это, тонкая плёнка на огромном живом теле, которое уходит вглубь на километры. И большая часть жизни там, в темноте.
Где есть подвох
Честно скажу, без оговорок никуда. Цифры в 15-23 миллиарда тонн, это экстраполяция с ограниченного числа скважин на всю планету. Бурить дорого, точек мало, разброс оценок большой. Кто-то из учёных считает, что цифры завышены.
Скорости метаболизма тоже спорные. Морон с коллегами получили обнадёживающие результаты в лаборатории, но воспроизвести эксперимент в полевых условиях очень сложно.
И есть вечный вопрос: не занесли ли мы микробов сами, при бурении? Контаминация, главный кошмар таких исследований. Команды используют специальные индикаторы, чтобы это исключить, но скептики не дремлют.
Так что окончательной точки тут нет. Но направление, в котором копают, выглядит крепким.
Если зацепило, что почитать
Для тех, кто захочет нырнуть глубже, без шуток, есть отличные материалы. На Элементы.ру несколько подробных разборов про глубинную биосферу. На N+1 часто выходят новости с экспедиций «Тикю» и программы IODP. По-английски, если читаете, можно сразу идти на сайт Deep Carbon Observatory, у них там и популярные тексты, и ссылки на оригинальные работы.
А ещё рекомендую лекции Александра Маркова про экстремофилов, на ПостНауке. Он рассказывает так, что хочется самой пойти в микробиологию.
Итог простой. Мы живём на планете, большая часть жизни которой спрятана от нас под километрами камня, питается водородом из трещин и делится раз в тысячу лет. И эта же подсказка, возможно, поможет однажды найти первую внеземную бактерию, где-нибудь под марсианским реголитом. Я после этой истории на Землю смотрю немного иначе. И на ночное небо тоже.