Удивительное открытие совершили российские ученые, обнаружив, что пятая часть всей биомассы нашей планеты представлена организмами «подземной биосферы». Эти уникальные создания обитают в осадочных и магматических породах, водоносных горизонтах и нефтяных пластах. Находясь под надежной защитой от стремительно меняющихся поверхностных условий, подземные микробные сообщества сохраняют древнейшие черты своих предков, существовавших миллиарды лет назад.
Группа исследователей из ФИЦ Биотехнологии РАН в сотрудничестве с геологами МГУ им. М.В. Ломоносова совершила прорыв в изучении микроорганизмов, населяющих минеральные воды «Ессентуки». Эти удивительные создания обитают на километровой глубине, где условия максимально приближены к тем, что существовали на заре жизни на Земле. Особый интерес представляет тот факт, что в самом глубоком водоносном горизонте обнаружены бактерии, чей метаболизм поразительно напоминает предполагаемого общего предка всех живых организмов — LUCA (Last Universal Common Ancestor), существовавшего более 3,4 миллиарда лет назад.
Исследователи открыли настоящую машину времени в Ессентукском месторождении, где благодаря уникальному сочетанию геологических и гидрохимических факторов сформировались условия, идеально моделирующие древнейшие экосистемы Земли. Эти открытия были представлены научному сообществу в авторитетном журнале mBio.
Водоносные горизонты Ессентукского месторождения, сформировавшиеся в юрский и меловой периоды, предоставляют уникальную возможность заглянуть в далекое прошлое нашей планеты. В отличие от изменчивых поверхностных условий, подземная среда отличается поразительной стабильностью. Здесь микроорганизмы существуют в условиях отсутствия света и кислорода, адаптируясь к использованию минеральных веществ и газов из окружающих пород.
Дарья Заварзина, ведущий исследователь проекта, отмечает уникальность обнаруженной экосистемы: «Впервые в истории науки мы наблюдаем современное сообщество, где 80-90% составляют ацетогенные бактерии, использующие углекислый газ и водород аналогично тому, как это предположительно делал LUCA». Это открытие особенно ценно для понимания эволюции жизни на Земле.
Исследования охватили различные скважины, включая знаменитые источники «Ессентуки №4» и «Ессентуки №17». В этих водах обнаружено богатое разнообразие древних микроорганизмов, включая уникальные археи и бактерии. Особенно интересным оказался состав микробного сообщества в самом глубоком, верхнеюрском горизонте, где доминирует термофильная бактерия Aceticella autotrophica, способная преобразовывать углекислый газ и водород в органические соединения.
Это потрясающее открытие не только проливает свет на древнейшие формы жизни на Земле, но и открывает новые перспективы в изучении эволюции биосферы. Продолжение исследований подземных микробных сообществ поможет лучше понять, как развивалась жизнь на нашей планете до появления высших организмов и какие механизмы способствовали этой эволюции.
