Медленные микробы на игле

Микробы, клетки которых делятся примерно раз в тысячу лет и которые едят пищу времен динозавров, найдены на глубине 30 метров под дном Тихого океана в слое красной глины, образовавшейся 86 миллионов лет назад и сейчас надежно закрытой для попадания любой органики.

Вообще под океанским дном живет до 90 процентов всех микроорганизмов Земли, но до сих пор считалось, что все они живут в придонном слое осадков толщиной не более 10 см. Дальше начинается бескислородная биологическая пустыня, в которой никакой аэробный микроб выжить не в состоянии. Чтобы проверить «границы жизни», датские микробиологи из Университета города Орхус в Ютландии предприняли путешествие по тропическим водам Тихого океана, в той его части в тысяче километров к северу от Гавайев, которая называется Северная Тихоокеанская спираль и которая считается одним из самых олиготрофных (то есть менее всего насыщенных органикой) океанских регионов планеты.

Протыкая дно 30-метровой металлической трубой и поршнем высасывая из нее длинные колонны поддонной глины, они собрали целую коллекцию глинистых образцов, исследовали их и, к своему удивлению, обнаружили, что даже в самом основании этих колонн, то есть там, где есть лишь незначительные следы кислорода, существуют колонии микробов, этот самый кислород потребляющих. Об этой удивительной форме жизни рассказывается в новом номере журнала Science.

О том, что микробы питаются именно кислородом, ученые узнали, протыкая глину по всей длине колонны специальной иголкой — сенсором, измеряющим концентрацию кислорода.

Зная, сколько газа может продиффундировать в каждый ее слой из океанской воды и сколько есть на самом деле, исследователи каждый раз обнаруживали, что кислорода там меньше, чем должно быть. Это значило, что недостающий кислород был съеден.

Его пожиратели сумели выжить и приспособиться к изменившейся обстановке благодаря тому обстоятельству, что осадки в тех олигоморфных местах нарастают чрезвычайно медленно, со скоростью меньшей, чем миллиметр в тысячу лет, и микробы за это время приучаются потреблять упавшую на них органику — умершие клетки микроводорослей — все экономней и экономней, постепенно уменьшая скорость своего метаболизма. Под слоем глины больше десяти метров эта скорость стабилизируется, достигнув весьма низких значений.

По расчетам, их клетки делятся примерно раз в тысячу лет, и потому им хватает пищи, которая была запасена еще в те времена, когда по Земле бегали динозавры.

Неизвестно, приживется ли такое название, но их уже прозвали «сло-мо» (от английского slow motion — медленное движение).

Механизм выживания этих микробов и то, каким образом им удается удерживать на грани существования свои ферменты и ДНК, исследователи пока не поняли. Ученые лишь предполагают, что знания, полученные ими в лабораториях при изучении быстрорастущих микроорганизмов, совершенно неприложимы к этой форме жизни.

Сло-мо так заинтересовали специалистов из NASA, что на прошлой неделе, не дожидаясь выхода статьи в Science, они вместе с Центром геомикробиологии Орхуса провели конференцию «Микроэнергия-2012», собрав на нее геомикробиологов и специалистов по компьютерному моделированию.

Интерес NASA понятен: на Марсе с его поверхностью, которая с жизнью не совместима, есть подповерхностные слои, где условия примерно те же, что и под тридцатью метрами дна Тихого океана, так что там вполне можно поискать марсианских сло-мо.

На этой конференции ученые пытались разобраться, сколько энергии требуется для поддержания жизни, пусть даже и такой непредставимо медленной.

«Открытие медленных микробов раздвинуло границы для жизни намного дальше, чем мы могли себе представить, — говорит Бо Йоргенсен, один из участников экспедиции и организаторов конференции. — Сегодня мы видим, что энергетический предел для жизни намного ниже нашего о нем понимания. И мы теперь не знаем, есть ли этот предел вообще».