Книги
Знание-сила, 2009 № 08 (986)
Как полагают микробиологи, именно в пору бурного протекания сейсмических процессов «глубинная биосфера» буквально расцветает. В это время она получает как никогда много питательных веществ. Многолетняя спячка микробов прекращается. В некоторых случаях не нужно даже специальных приборов, чтобы замерить, как изменилась биохимическая активность земных недр после пробуждения Сейсмоса.
Одно из косвенных доказательств в пользу этой гипотезы было получено осенью 2000 года на саксонском курорте Бад-Брамбах. После серии подземных толчков, наблюдавшихся в окрестности, содержание метана в минеральном источнике внезапно повысилось в восемь раз. По-видимому, пробудилась к жизни колония метанобразующих бактерий, поселившаяся в расселинах гранитной скалы, из которой берет начало этот целебный источник. Гранит содержит и некоторые примеси урана, распад которого способствует выделению водорода. Очевидно, этот газ скапливался в полостях и расселинах скалы, не проникая к колонии микробов. По гипотезе немецкой исследовательницы Карин Бройер, во время землетрясения, когда часть пород раскололась и сдвинулась, этот скопившийся водород наконец достиг микробов, и те ожили.
Для них началось настоящее пиршество. Их активность возросла в несколько раз.
«Глубинная биосфера», как установили ученые, существовала еще во времена динозавров. Некоторые колонии микробов населяют свои подземные «оазисы» от 80 до 160 миллионов лет. Порой они буквально замурованы в крохотных расселинах и порах горных пород, все эти миллионы лет не имея надежды выбраться оттуда. Но как они проникли в свои узилища?
Возможно, одни из них населяли когда-то поверхность планеты, но в результате сейсмических катастроф или вулканических извержений были засыпаны землей и приспособились к новым условиям жизни. Другие семейства микроорганизмов были смыты потоками воды и вместе с ними просочились в глубь почвы, где и обосновались отныне. В пользу этих гипотез говорит то, что большинство микробов, обнаруженных под землей, имеет определенное сходство с организмами, населяющими ее поверхность, и, может быть, даже состоит с ними в родстве.
Но некоторые биологи отстаивают другую — радикальную — гипотезу: жизнь могла зародиться, под землей. Еще несколько десятилетий назад, когда были открыты горячие глубоководные источники, так называемые «черные курильщики» — уникальный биотоп, расположенный на дне океана, привычная гипотеза возникновения жизни на нашей планете — идея «первородного бульона» — была поколеблена. Согласно ей, жизнь появилась на свету. Однако «черные курильщики», изобилующие питательными веществами, с полным на то основанием тоже могут считаться «колыбелью жизни». Тем более, пару миллиардов лет назад наша планета была для жизни «мало оборудована». В отсутствие плотной азото-кислородной атмосферы смертоносное ультрафиолетовое излучение проникало почти к поверхности Земли — как теперь на Марсе, — выжигая все живое. Мощные извержения вулканов поливали все вокруг огнем и посыпали пеплом. Метеориты, падавшие бомбами на планету, оставляли громадные кратеры.
«Зарождение жизни на фоне космической бомбежки» было далеко не гладким. «Жизнь на поверхности планеты часто оказывалась под угрозой уничтожения, но на полукилометровой глубине условия были, пожалуй, что комфортными», — подчеркивает Карстен Педерсен. Вполне вероятно, что колонии микробов, поселившиеся в «подвале планеты», вовсе не были случайно засыпаны лавой и вулканическим пеплом. Жизнь могла зародиться там, в земных недрах, и лишь впоследствии микроорганизмы выбрались на поверхность, как еще позднее обитатели морей начали завоевывать сушу.
Вряд ли случайно в пробах грунта, взятых на большой глубине, неизменно обнаруживаются архебактерии. Они считаются исконными обитателями нашей планеты. С тех пор Земля удивительно изменилась, стала во многом такой же непригодной для жизни архебактерий, как воздух и суша — для рыб. Зато их можно обнаружить в таких «оазисах первородной жизни», как «черные курильщики», или в очень соленых водоемах.
Впрочем, пока мы слишком мало знаем о подземных микробах, чтобы с уверенностью судить о том, не их ли далекие предки положили начало жизни на Земле. Будущие исследования наверняка внесут ясность и в ответ на этот вопрос. Если идея зарождения жизни в недрах планеты подтвердится, то почему бы микробы не могли появиться и в марсианском грунте? Может быть, их колонии и теперь процветают там — «глубинная биосфера Марса»?
В самом деле, открытие «глубинной биосферы» не только может опровергнуть привычные представления о происхождении жизни на Земле, но и окрыляет ученых, мечтающих отыскать ее на других космических телах. Если жизнь зародилась в недрах одной планеты, то почему бы ей не возникнуть в сотнях метров от поверхности другой? В сотнях метров, а не в нескольких десятках сантиметров, где ее пытался искать «Феникс» минувшим летом (см. «З-С», 12/08)! Так что каждая новая неудача космических аппаратов, занятых поисками жизни на Марсе, отнюдь не умаляет шансы найти ее. Мы просто не там ее ищем!
Среди планет Солнечной системы именно Марс остается самым вероятным кандидатом на звание «живой планеты». Разве что сто лет назад астрономы верили в «крохотных зеленых человечков», строящих каналы на этой «планете бурь». Теперь фаворитами Марса становятся микробы, населившие все расселины и канальцы марсианского грунта. Разве вера в них так уж фантастична? Почему бы им не выжить на Марсе, раз у нас на Земле им не страшны никакие яды? Эти обитатели заброшенных рудников и безжизненных скал знают, как уцелеть даже тогда, когда поверхность твоей планеты давно мертва.
Чем больше ученые узнают о «глубинной биосфере», тем сильнее убеждаются в том, что жизнь во Вселенной в самых примитивных формах может существовать всюду, где только есть вода. Поэтому марсианский грунт с его огромными запасами водяного льда кажется чуть ли не идеальной областью обитания микроорганизмов, наподобие тех, что приютились в «пыльном подвале Земли». Там, в 3–4 километрах от поверхности, тоже царят громадные давления, тоже есть вода в жидкой форме, есть такие металлы, как торий и уран, — возможные источники пищи. Когда-нибудь космические аппараты одного из следующих поколений проникнут далеко в глубь марсианского грунта и все-таки докажут, что жизнь на этой планете есть. Ее не может не быть!
Катакомбы, подземные лабиринты Рима, занимают площадь в 15 с лишним гектаров. Это — настоящий город мертвых, возведенный во II–IV веках новой эры вдали от дневного света. Здесь поселились на покой, простившись с миром жизни, около полумиллиона христиан, в том числе шестнадцать римских первосвященников, пап.
И все же в этом громадном некрополе теплится жизнь. В 2008 году ученые обнаружили здесь два неизвестных прежде вида микробов, относящихся к роду KribbeLLa. Их отыскали на стенах древних гробниц, почти по соседству друг с другом. «Это лишний раз показывает, что мельчайшие изменения микросреды обитания могут приводить к появлению совершенно разных видов бактерий», — отмечает Клара Урци из Мессинского университета.
Вообще говоря, этот род микробов — Kribbella — был обнаружен лишь недавно, в 1999 году. Его представителей находят в заброшенных средневековых рудниках Западной Европы и на земле Южной Африки. Оба новых вида бактерий, явившиеся из тьмы подземного неведения, получили названия Kribbella catacumbae и Kribbella sanctkaUisti. Возможно, эти жители катакомб станут благодаря нам «коллаборационистами» — помогут найти новые способы борьбы с незримыми колониями микробов, разъедающими древние монументы. «Зная врага в лицо», легче с ним справиться.
Принято считать, что главная опасность для металлических контейнеров, в которых хранят под землей радиоактивные отходы, — это ржавчина. Процессы коррозии в недрах земли протекают потому, что в почве и, в частности, в грунтовых водах, присутствует кислород. Впрочем, на большой глубине, где обустраивают могильники для отходов с АЭС, обычно нет кислорода. Он проникает ту да лишь при проведении строительных работ. Позднее шахта будет засыпана, но к контейнеру успеют просочиться еще и грунтовые воды. Все это представляет собой потенциальную угрозу для металлического хранилища отходов. Со временем его стенки могут быть повреждены, и радиоактивные вещества начнут проникать в грунт, заражая его.
В рамках проекта Rex (Redox Experiment in a Detailed Scale) ученые из Гетеборгского университета исследовали, могут ли «местные» бактерии, находящиеся на глубине 500 метров, поглотить проникающий сюда кислород. Пока первые опыты показали, что подземные микробы не только не причиняют вреда металлическому «саркофагу», погребенному под землей, но и, наоборот, защищают его, «связывая» кислород. По оценке геологов, уже через год после того, как могильник будет замурован, весь кислород поглотят микроорганизмы, обитающие здесь.
В тропических лесах на побережье Бразилии могут обитать до 13 миллионов видов бактерий, не известных пока науке. К такому выводу пришла американо-бразильская экспедиция, которой руководил Марсиу Родригеш Ламбаиш из университета Сан-Паулу. Ученые брали образцы тканей листьев с различных деревьев и анализировали обнаруженные здесь ДНК. Как оказалось, на поверхности листьев встречаются от 95 до 671 видов бактерий, причем лишь в трех процентах случаев, как показывает статистика, эти микроорганизмы известны науке. Практически у каждого растения имелась своя микрофлора. На атлантическом побережье Бразилии произрастает около 20 тысяч различных видов растений, а потому, как подсчитал Ламбаиш, здесь можно встретить от 2 до 13 миллионов различных видов бактерий. Многие из них могли бы послужить основой для создания лекарств.
МАЛЕНЬКИЕ ТРАГЕДИИ ВЕЛИКИХ ПОТРЯСЕНИЙ