Бактерии под морским дном подсказали, где искать жизнь на Марсе

Недавно обнаруженные одноклеточные существа, живущие глубоко под морским дном, рассказали исследователям, где и как можно искать живые организмы или их останки на Марсе. Эти бактерии были обнаружены в крошечных трещинах внутри вулканических пород. Соответствующая статья исследователей Токийского университета опубликована в журнале Communications Biology.

Подводные вулканы извергают лаву примерно при 1200 °C. Затем эта субстанция остывает, становится скалой и трескается. Образующиеся трещины узкие, часто менее одного миллиметра в поперечнике. На протяжении миллионов лет эти трещины заполняются глинистыми минералами. Непонятно, в какой момент и как, но бактерии могут заполнять эти трещины и размножаться там.

Авторы новой работы подсчитали, что в трещинах пород обитает сообщество бактерий, столь же плотное, что и в кишечнике человека — около 10 миллиардов бактериальных клеток на кубический сантиметр. Для сравнения, средняя плотность бактерий, живущих в грязевых отложениях на морском дне в 100 миллионов раз меньше. Микробы, обнаруженные в трещинах, являются аэробными бактериями — это значит, что они используют для своей жизнедеятельности процессы окисления органических соединений кислородом.

Ученые обнаружили бактерии в образцах горных пород, которые они собрали в конце 2010 года во время Международного проекта глубоководного бурения в океане (IODP). Чтобы взять образцы породы со дна океана, исследовательский корабль использовал металлическую трубу длиной 5,7 километра. Затем бур углублялся в морское дно на 125 метров и извлекал образцы керна, каждый примерно 6,2 сантиметра в поперечнике. Первые 75 метров под морским дном составляли грязевые отложения, а затем исследователи собрали еще 40 метров твердой породы.

В зависимости от местоположения возраст образцов породы был оценен в 13,5 миллиона, 33,5 миллиона и 104 миллиона лет. Места сбора не были расположены рядом с какими-либо гидротермальными источниками или подводными течениями, поэтому исследователи уверены, что бактерии оказались в трещинах независимо от этих факторов. Образцы керна породы были также стерилизованы для предотвращения загрязнения поверхности с помощью промывания искусственной морской водой и быстрого высушивания.

Затем исследователи покрыли камни специальной эпоксидной смолой для поддержания их естественной формы и чтобы образцы не распались, когда их начнут резать на тонкие слои. Эти тонкие пластинки твердой породы затем промывали красителем, который окрашивает ДНК, и помещали под микроскоп. Бактерии выглядели как светящиеся зеленые сферы, плотно упакованные в туннели, светящиеся оранжевым цветом и окруженные черными камнями. Это оранжевое свечение исходит из глинистых минеральных отложений, которые содержат питательные для микроорганизмов вещества.

Анализ ДНК их генома выявил различные виды бактерий, которые жили в трещинах. Образцы из разных мест содержали сходные, но не идентичные друг другу виды бактерий. Породы в разных местах имеют разный возраст, что может повлиять на минеральный состав пород и, следовательно, распространенность видов бактерий в трещинах. Ученые предполагают, что заполненные глиной минеральные трещины концентрируют питательные вещества, которые бактерии используют в качестве топлива. Это может объяснить, почему плотность бактерий в трещинах горных пород на восемь порядков больше, чем в грязевых отложениях, где морская вода разбавляет питательные вещества.

Глинистые минералы, заполняющие трещины в глубоководных океанских породах, вероятно, похожи на неорганические соединения, которые могут быть найдены сегодня в горных породах на поверхности Марса. В планах авторов — договориться с Космическим центром имени Линдона Джонсона для разработки плана изучения горных пород, собранных с поверхности Марса спускаемыми аппаратами. Используя КТ-сканирование и 3D-рентгеновское исследование, ученые планируют найти в породах следы таких же трещин, в каких обитают бактерии на Земле.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.