Без света, без воздуха и под экстремальным давлением жизнь в глубинной биосфере должна выдерживать чрезвычайно враждебные условия. Но как это делают организмы? Международная группа исследователей из США и Германии опубликовала в журнале «Science» модель, которая объясняет, как микроорганизмы могут выживать глубоко на морском дне благодаря естественной радиоактивности.
По оценкам, сегодня от десяти до 50 процентов всей биомассы на Земле находится глубоко в земле. Исследователи под руководством Стивена Д'Ондта из Университета Род-Айленда, США, и Бо Б. Йоргенсен из Института морской микробиологии им. Макса Планка в Бремене во время бурения морского дна в рамках программы океанского бурения. В походе с исследовательским судном «Joides Resolution» они обнаружили жизнь на морском дне на глубине до 400 метров. Используя комплекс новейших методов в области биогеохимии, молекулярной и микробиологии, ученые собрали и проанализировали обширные образцы с морского дна.
Испытания показали: В керне обнаружены живые микроорганизмы, контаминация исключена. Исследователи насчитали до 100 миллионов простейших на миллилитр в верхних слоях отложений и еще миллион в более глубоких отложениях земной коры возрастом до 35 миллионов лет.
Откуда берется энергия?
Наука столкнулась с загадкой: только самые верхние слои этих отложений находятся в обмене с массой воды - так откуда же берется жизненная энергия в недрах отложений? Основываясь на источниках энергии, присутствующих в отложениях, которые доступны клеткам в виде органических соединений углерода, можно подсчитать, что клетки могут делиться только раз в тысячу лет или около того. Это чрезвычайно медленное время удвоения несовместимо с текущим пониманием живых клеток.
Йоргенсен и Д'Ондт теперь используют свои данные, чтобы предложить процесс, который мог бы обеспечить альтернативный источник энергии для жизни глубоко под морским дном в больших районах Тихого океана: естественная радиоактивность. Вода разлагается радиоактивным излучением, возникающим при распаде встречающихся в природе изотопов калия, тория и урана. Этот процесс (радиолиз) производит водород и кислород.
Радиоактивность как источник энергии?
Оценка энергетического баланса показывает, что этот процесс может обеспечить достаточное количество энергии для микроорганизмов. Это означало бы, что живые существа в глубинной биосфере были бы независимы от процессов на земной поверхности. Авторы предполагают, что такая экзотическая среда обитания могла возникнуть на других планетах, далеких от Солнца.
В декабре 2006 года исследователи отправляются в южную часть Тихого океана на буровом судне «RV Roger Revelle». Там, вдали от континентальных шельфов, очень мало соединений углерода, которые микроорганизмы могут использовать в качестве основы для жизни. Их еще больше интересуют образцы донных отложений с морского дна.