На дне морей существуют так называемые соленые озера — изолированные водоемы, отличающиеся высокой концентрацией соли, полным отсутствием кислорода и полной темнотой. Долгое время считалось, что такие места совершенно непригодны для обитания. Но современные исследования показывают: для экстремофилов они становятся настоящими оазисами. Бактерии и археи не просто живут там, но и формируют уникальную химическую среду, сохраняющуюся на протяжении тысячелетий.
В подводных «озерах смерти» ученые ищут ключи к зарождению жизни на Земле
Происхождение древнейшей жизни на Земле до появления кислорода и фотосинтеза остается одной из главных тайн науки. Ученые обнаружили, что отгадка может скрываться на дне Красного моря, где расположены подводные соленые бассейны. В этих экстремальных условиях без кислорода процветают уникальные микроорганизмы, оставляющие геохимические следы, которые помогают понять, как зарождалась биосфера нашей планеты.
На снимке изображен глубоководный рассольный бассейн в северной части Красного моря — одна из самых экстремальных сред обитания на Земле с металлосодержащими отложениями. OceanXplorer
Подводные соленые бассейны обладают настолько высокой плотностью из-за невероятной концентрации солей, что создают четкую границу с окружающей морской водой. Любое морское существо, случайно заплывшее в такое «озеро», мгновенно получает токсический шок от гиперосмотического давления и погибает. Именно поэтому границы таких озер часто усыпаны останками крабов и рыб, что создает настоящий оазис жизни для бактерий-падальщиков.
Концептуальная модель эволюции рассольного бассейна.
Исследовательская группа провела сравнительный геохимический и метагеномный анализ отложений соленого озера на глубине 1770 метров, трех обычных участков морского дна, и так называемого «потухшего» озера на глубине около 1400 метров, окруженного минеральными кольцами вокруг углубления с остатками погибших организмов. Результаты показали, что это соленый бассейн буквально кишит микроорганизмами. Осадочные породы под бактериальными матами оказались чрезвычайно обогащены металлами — марганцем, железом, молибденом и медью. В некоторых зонах концентрация металлов превышала показатели обычного морского дна более чем в 100 раз. В потухшем бассейне наблюдалась аналогичная картина. Работа опубликована в журнале AGU Advances.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Древний двигатель эволюции
Фотографии активного рассольного бассейна NEOM, сделанные с помощью дистанционно управляемого подводного аппарата (ROV). (a) Небольшое «озеро» с рассолом, расположенное в 25 м к западу от основного бассейна (площадью 10 000 м²). (b) Датчик проводимости, температуры и плотности (CTD) опускается через границу раздела рассола и морской воды. (c) Морское дно с микробиологическими окрасками, окружающее основной рассольный бассейн. (d) Стебли морской травы, застрявшие в рассоле и микробиологический окрас по краю бассейна.
Обнаружение окисленного марганца и органики, насыщенной молибденом, позволило ученым взглянуть по-новому на древние геологические породы. В активном бассейне метагеномный анализ выявил бактерии Nitrospira, способные окислять марганец. Это явление дает веские основания полагать, что химическое окисление марганца и железа могло служить механизмом получения энергии еще до Великого кислородного события, произошедшего 2,4–2,2 миллиарда лет назад.
Первичное накопление металлов в древнем океане могло происходить без участия кислородного фотосинтеза. Окисление металлов, вероятно, стало главным энергетическим двигателем для самых первых живых организмов на Земле.
Загружаем