Пустыня Атакама долгое время считалась практически безжизненным пространством, где экстремальная сухость исключает существование сложных многоклеточных организмов. Однако работа в рамках проекта «Земля — эволюция на пределе сухости» показала, что даже в таких суровых условиях сохраняется устойчивое биоразнообразие.
В самой засушливой пустыне мира Атакаме процветает тайная жизнь
Ученые из Кельнского университета провели масштабное исследование почвенных беспозвоночных в чилийской пустыне Атакама. Исследователи проанализировали распространение микроскопических червей — нематод — в экстремальных условиях, выявив механизмы их адаптации к сверхзасушливому климату, высокому содержанию соли и резким перепадам температур.
Даже в чрезвычайно засушливой пустыне Атакама мелкие нематоды, обитающие в почве, процветают в удивительном разнообразии. Shutterstock
Магия анабиоза. Удивительная выживаемость нематод в Атакаме объясняется их способностью к ангидробиозу — состоянию «мнимой смерти». При полном отсутствии влаги черви высушивают свое тело, превращаясь в неподвижную гранулу, и приостанавливают метаболизм почти до нуля. В таком виде они могут проводить десятилетия, выдерживая радиацию и экстремальный жар, а при появлении редких капель дождя «оживают» за считанные часы, чтобы успеть оставить потомство.
Исследовав шесть различных регионов — от прибрежных оазисов до высокогорных плато, биологи обнаружили процветающие сообщества нематод. Эти существа играют ключевую роль в поддержании экологического баланса, регулируя численность бактерий и обеспечивая круговорот питательных веществ. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Нематода (Steinernema scapterisci).
Доктор Филипп Шиффер из Института зоологии Кельнского университета подчеркивает значимость подобных изысканий для науки: «Почвы важны для функционирования экосистемы, например, для хранения углерода и снабжения питательными веществами. Вот почему понимание организмов, то есть не микробов, а многоклеточных животных, которые там живут, так важно. Данных о почвах в экстремальных экосистемах, таких как пустыня Атакама, по-прежнему не хватает».
Исследование подтвердило, что распределение видов напрямую зависит от градиентов влажности и высоты над уровнем моря.
Стратегии выживания в суровом климате
Экологические переменные, использованные для моделирования богатства родов в пустыне Атакама, с местами отбора проб, обозначенными точками на каждой карте. Эти карты дают представление об экологических условиях в исследуемой области, включая A географическое положение пустыни Атакама, B среднегодовое количество осадков, C диапазон температур, D высоту над уровнем моря, E тип горных пород (классифицированных в соответствии с 138, см. дополнительную таблицу S19) и F толщину почвы. Все слои представляют пространственные данные, а не прогнозы модели. Карты подчеркивают экологические градиенты и неоднородность, присутствующие в Атакаме, которые лежат в основе вариаций богатства родов нематод, наблюдаемых на всех местах отбора проб.
Особое внимание ученые уделили способам размножения обнаруженных червей. Оказалось, что в наиболее суровых и высокогорных районах доминируют виды, практикующие партеногенез — бесполое размножение. Это подтверждает давнюю гипотезу о том, что в экстремальных средах способность воспроизводить потомство без поиска партнера дает эволюционное преимущество и позволяет быстрее заселять доступные ниши.
Тем не менее, стабильность таких систем остается под угрозой. В некоторых районах были обнаружены упрощенные пищевые цепи, что свидетельствует о хрупкости экосистем и их высокой чувствительности к внешним воздействиям. В условиях глобального изменения климата и расширения засушливых зон по всему миру понимание того, как жизнь адаптируется к дефициту воды, становится критически важным. Генетический анализ показал, что даже на молекулярном уровне нематоды несут на себе отпечаток среды обитания, что позволяет точнее прогнозировать экологические последствия опустынивания планеты.