Дыхание под водой: свидетельства микроскопической жизни в океанической коре
Хотя дно глубокого океана долгое время считалось лишенным жизни, теперь известно, что оно содержит целые экосистемы, кишащие микробами. Ученые зафиксировали исчезновение кислорода из морской воды, циркулирующей в глубоких слоях океанической коры. Это важный первый шаг к пониманию того, как жизнь в «глубокой биосфере» под морским дном способна выживать и процветать. Новые результаты исследований были опубликованы в журнале Nature Communications 27 сентября 2013 года и помогают пересмотреть наши представления о пределах жизни на нашей планете.
Исследовательская группа под руководством доктора Бет Оркатт из Лаборатории океанологических наук Бигелоу использовала судно для научного бурения JOIDES Resolution (470 футов), управляемое международной программой Integrated Ocean Drilling Program (IODP). Они отбирали образцы илистых и песчаных отложений, покрывающих породы морского дна, а также бурили саму твердую коренную породу — крупнейший резервуар жизни на Земле. Цель — понять, как микробы могут «дышать» и получать энергию в этой удаленной среде.
Команда измерила концентрацию кислорода в кернах донных отложений, собранных над скальной океанической корой на западной окраине удаленного Срединно-Атлантического хребта на глубине почти три мили под поверхностью моря. Эти измерения позволили определить концентрацию кислорода в морской воде, циркулирующей в самих породах океанической коры.
«Наши компьютерные модели показали, что концентрации кислорода в коре в этом регионе, скорее всего, являются результатом того, что микробные формы жизни поглощают кислород в коре, пока морская вода движется по трещинам и разломам глубоко в породах», — сказала Оркатт. «В холодных условиях коры в этой области чисто химическое потребление кислорода минимально, что позволяет предположить, что микробы в океанической коре ответственны за использование кислорода, который там находится».
«Мы знаем, что в океанической коре существует огромный резервуар жизни, но если мы не предпримем шагов для количественной оценки ее метаболизма, мы никогда не узнаем, насколько он велик», — отметил соавтор доктор Сэм Хьюм из Морских лабораторий Мосс-Лендинг.
«Этот результат задает основу для более целенаправленных экспериментов, чтобы понять, как микробы используют кислород для роста в месте с небольшим количеством пищи», — добавил другой соавтор, доктор Джефф Уит из Университета Аляски в Фэрбенксе.
«Обнаружение жизни путем измерения кислорода в поддонных средах с активным потоком морской воды — непростая задача, — согласился доктор Вольфганг Бах из Университета Бремена в Германии. — Обнаружение градиента кислорода в среде, где мы понимаем направление потока воды, меняет всё для выводов о жизни под морским дном».
«Крошечная микробная жизнь на Земле ответственна за такие большие задачи, как глобальный химический цикл. Чтобы понять, как перемещаются важные элементы, такие как кислород, нам необходимо понять, как быстро он потребляется в крупнейшем водоносном горизонте Земли — океанической коре», — заключила Оркатт.