Слова великих людей

"Мы выбираем свой путь сообразно с тем, каковы мы сами"
- Ли Джейд

Жизнь могла зародиться глубоко под землей

Категория: Возникновение жизни
Опубликовано: 13.07.2014

Новое исследование «глубинной биосферы» показывает, что первые живые организмы на планете могли появиться глубоко под землей.

Возникновение жизни на Земле – по-прежнему одна из величайших научных загадок. Сейчас все большее число ученых предполагает, что изначально жизнь возникла в небольших разломах подземных скал. Первые организмы получали энергию не от солнечного света, как современные растения, а за счет химических реакций, используя водород и метан. В условиях высоких температур и давления, эти газы выделяются при взаимодействии воды, углекислого газа и распространенного минерала оливина (силикат марганца и железа, (Mg,Fe)2[SiO4]). Этот процесс называется серпентизацией.

Недавно исследовательская группа под руководством Мэтта Шренка (Мичиганский университет, США) описали микроорганизмы, которые обитают на глубине до 5 км, а возможно, и глубже. Весьма вероятно, что они живут в изоляции от всей остальной биосферы уже миллионы, а то и миллиарды лет. Эти бактерии образуют особое подземное сообщество. Они очень сходны генетически, даже если обитают на противоположных сторонах планеты. Такое глобальное сходство наводит на мысль, что эта обособленная форма жизни происходит непосредственно от общего предка всех организмов, который появился примерно 3,5 млрд. лет назад.

Согласно традиционной точке зрения, жизнь возникла в «первичном бульоне» – водах морей или озер на поверхности, но на самом деле это могло произойти в наполненных водой разломах подземных пород. По словам Шренка, «Еще два года назад мы мало знали о подземных микробах и их питании. Однако теперь множество исследований существенно расширило наши представления. Мы узнали о том, какие именно организмы обитают в глубинных слоях. Удивительно, что состав сообществ на всей планете очень сходен – мы везде находим одни и те же виды».

Новое исследование было представлено Американскому Геофизическому обществу в феврале 2014 г. в Сан-Франциско. Авторы сравнили последовательности ДНК у окисляющих водород бактерий, выделенных из подземных пород Северной Америки, Европы, Южной Африки и Японии. К удивлению ученых, они оказались сходными на 97%.

«Птицам или рыбам нетрудно перемещаться на большие расстояния, поэтому сходные виды легко могут оказаться в разных частях земного шара. Однако практически одинаковые микробы на расстоянии 16000 км, в подземных скалах, на огромной глубине, при экстремальных температурах и давлении – это просто поражает воображение!» – говорит Шренк. «Не исключено, что живые организмы могут обитать на глубинах до 10 км. Именно там могла впервые зародиться жизнь».

«Первичный бульон» фигурирует в сценариях происхождения жизни со времен исследований Гарольда Урии и Стэнли Миллера. Они сумели синтезировать химические компоненты клеток (аминокислоты, нуклеотиды) из раствора простых молекул, через который пропускали имитирующие удары молний разряды тока. Однако у такого сценария есть проблемы. Поверхность планеты 3,5 млрд. лет назад подвергалась жесткому ультрафиолетовому облучению, которое быстро разлагало биологические полимеры. А постоянная метеоритная бомбардировка легко уничтожила бы жизнь на поверхности еще до того, как она успела бы развиться в сложные формы.

«Скорее всего, жизнь появилась не в маленьком теплом водоеме (как предполагал Дарвин), а в маленькой теплой подземной трещине, или же в глубинах океана, защищенных от бурных событий на поверхности планеты» – говорит Барбара Шервуд, коллега Шренка из университета Торонто. Подземные микробы используют метан в качестве источника углерода, и водород – в качестве источника энергии. Поэтому они полностью независимы от фотосинтезирующих растений и бактерий на поверхности.

Микробы, выживающие при температурах до 120 градусов Цельсия и давлении 50 атм., наверняка окажутся полезными для промышленности и медицины. Белки, способные функционировать в таких условиях, могут найти практическое применение для многих задач. Изучение глубинной биосферы важно и для астробиологов, разыскивающих жизнь на планетах вроде Марса. Их поверхность малопригодна для живых организмов, но не скрываются ли они в глубинах?

Источник: Independent (http://www.independent.co.uk/news/science/life-on-earth-may-have-developed-below-rather-than-above-ground-reveal-scientists-8991601.html)

Посетители страниц