Как живут там, где почти никто не живет: темная сторона биосферы
Жизнь существует на глубине нескольких километров, в горячих и лишенных кислорода недрах Земли, – и процветает там, совершенно не интересуясь ничем происходящим у нас, наверху.
Даже если человечество сильно набедокурит и сделает поверхность Земли полностью необитаемой, рано или поздно ее заселят новые организмы. По современным представлениям, область жизни уходит в глубину не только океанов, но и земной коры, спускаясь на пять километров и даже ниже. Объемы этой биомассы колоссальны, они оцениваются в 15-23 млрд тонн – около 15 процентов от массы всей биосферы. Но пока мы только открываем эту новую «темную» сторону жизни.
Глубинная обсерватория
В 2009 году более тысячи ученых из 34 стран мира объединились в международном проекте по исследованию «глубинной» биосферы Земли Deep Carbon Observatory (DCO). Окончательный отчет коллаборации ожидается до конца 2019-го, однако еще год назад участники DCO представили предварительные результаты своей работы. Предложенная учеными картина богатых экосистем, существующих глубоко в недрах Земли, резко противоречит многим нашим представлениям о возможностях жизни вообще.
Участники DCO приводят в пример архей Geogemma barossii, которые спокойно размножаются в кипятке горячих геотермальных источников, при температуре выше 120 °С. Упоминают бактерии, которые извлекаются с глубины более 5 км на суше и более 2,5 км ниже морского дна, там, где давление в сотни раз превышает атмосферное. Демонстрируют микрофотографии «дьявольских червей» Halicephalobus mephisto, найденных в золотых приисках, в породе на глубине более 3,6 км – возможно, самых глубоко живущих многоклеточных существ в мире.
По их подсчетам, «темная биосфера» может насчитывать порядка 1029 клеток. Объемы «подземных» экосистем достигают 2-2,3 млрд куб. км, – вдвое больше, чем у Мирового океана, и здесь встречаются представители всех трех доменов жизни, включая многоклеточных эукариот. Многие из них вовсе не нуждаются ни в Солнце, ни вообще в чем-либо, происходящем снаружи. Они – «дети подземелья», способные извлекать все необходимое прямо из недр планеты.
У поверхности жизнь подчиняется быстрым циклам и процессам – приливам и отливам, суточному и годовому вращениям Земли и т.п. «Темная биосфера» живет на других, геологических масштабах времени, здесь все происходит намного медленнее, чем у нас. Одноклеточные могут жить тысячелетиями, не спеша вырабатывая и экономно расходуя дефицитные ресурсы. Однако «имя им легион» – их много, очень много, и они расширяют наши представления о границах доступного жизни не только на Земле, но и за ее пределами. «Окончательные пределы возможностей жизни в плане температуры, давления и извлечения энергии еще предстоит установить», – пишут ученые DCO.
Нефть, вода и осадочные керны
Еще сто лет назад казалось, что жизнь сосредоточена исключительно возле поверхности Земли, где условия комфортны, в изобилии присутствуют вода и солнечный свет. Первые признаки существования «темной» биосферы заметил микробиолог Фрэнк Грир (Frank Greer), который по просьбе геолога Эдсона Бастина (Edson Bastin) пытался выяснить, с чем связано загрязнение нефти сероводородом и гидрокарбонатами.