Поверхность Земли буквально кишит жизнью — это её определяющая черта, которая, насколько нам известно, делает нашу планету уникальной в масштабах космоса. Но, как выяснилось, мы сильно недооценивали, насколько глубоко под нашими ногами способны процветать живые организмы.
Масштабный восьмилетний учёт, проведённый международной командой учёных, обнаружил под поверхностью планеты поразительное микробное разнообразие — на глубинах, превышающих всё, что было известно прежде. Исследование возглавили микробный эколог Эмиль Руфф из Океанографического института Вудс-Хоул (США) и биоинформатик Изабелла Храбе де Анжелис из Института химии Общества Макса Планка (Германия). Жизнь была обнаружена на глубине до 491 метра под дном океана и до 4375 метров под сушей — это почти три километра породы, отделяющие микроорганизмы от солнечного света.
Откуда взялись данные
Команда проанализировала образцы из более чем пятидесяти локаций по всему миру — как с поверхности, так и из подповерхностных слоёв, а также из пограничных зон: пещер и глубоководных гидротермальных источников. Поверхностные пробы отбирали из почв, осадочных пород и водных толщ. Подповерхностные — из буровых скважин, шахт, водоносных горизонтов и жидкостей, используемых при гидроразрыве пласта. Охват получился беспрецедентным: исследователи оценили микробное разнообразие среди 478 архей и 964 бактерий, а также проанализировали 147 метагеномов из различных морских и наземных локаций.
Неожиданная закономерность
До этой работы считалось само собой разумеющимся: чем глубже под поверхность Земли, тем меньше доступной энергии и тем ниже количество клеток, способных выжить. Руфф формулирует это так: «Обычно считается, что чем глубже под поверхностью Земли, тем меньше доступной энергии и тем ниже количество клеток, способных выжить». Но исследование показало другое — в некоторых подповерхностных средах разнообразие может не уступать, а порой и превосходить разнообразие на поверхности.
Особенно ярко это проявилось в двух случаях. Во-первых, у микробов из морских сред: бактериальное разнообразие в подповерхностной морской среде оказалось неожиданно высоким по сравнению с поверхностными экосистемами. Во-вторых, у микроорганизмов из домена архей: по мере увеличения глубины их генетическое богатство возрастало, а разнообразие распределялось всё более равномерно. Иными словами, глубина не убивала разнообразие — в некоторых случаях она его, напротив, поддерживала.
Особенно ярко это проявилось в двух случаях. Во-первых, у микробов из морских сред: бактериальное разнообразие в подповерхностной морской среде оказалось неожиданно высоким по сравнению с поверхностными экосистемами. Во-вторых, у микроорганизмов из домена архей: по мере увеличения глубины их генетическое богатство возрастало, а разнообразие распределялось всё более равномерно. Иными словами, глубина не убивала разнообразие — в некоторых случаях она его, напротив, поддерживала.
Жизнь без солнца и в другом времени
Жизнь в этих «подземных мирах» протекает в совершенно ином временном масштабе. Солнечного света нет, энергия крайне ограничена, и её приходится извлекать из чего угодно: водорода, метана, серы, процессов серпентинизации (реакций между водой и ультраосновными породами), мёртвых или живых тел соседних микробов и даже за счёт естественной радиоактивности. В таких условиях экосистемы развиваются с тектонической скоростью: по оценкам учёных, некоторые клетки глубинной биосферы делятся лишь раз в тысячу лет.
«Логично, что эволюционно целесообразно свести к абсолютному минимуму потребности в энергии и оптимизировать каждую часть метаболизма для максимально эффективного её использования», — поясняет Руфф. Речь идёт не просто о выживании, а о предельной адаптации: каждый элемент обмена веществ настроен на то, чтобы тратить как можно меньше и использовать как можно эффективнее.
«Логично, что эволюционно целесообразно свести к абсолютному минимуму потребности в энергии и оптимизировать каждую часть метаболизма для максимально эффективного её использования», — поясняет Руфф. Речь идёт не просто о выживании, а о предельной адаптации: каждый элемент обмена веществ настроен на то, чтобы тратить как можно меньше и использовать как можно эффективнее.
Континуум, а не граница
Поверхностная и подповерхностная жизнь оказались не двумя отдельными экосистемами с чёткой границей, а скорее непрерывным спектром по показателям разнообразия и структуры. Переход от поверхности вглубь идёт постепенно, без резких скачков.
Однако совершенно чётко проявилось другое различие — между морскими и наземными экосистемами, причём независимо от того, шла ли речь о поверхности или о глубине. «Давление отбора на суше и в море сильно различается, что способствует выживанию разных организмов, которым сложно существовать в обеих средах», — объясняет Руфф. Принцип «как наверху, так и внизу» работает, но он работает по-разному в океане и на континенте.
Однако совершенно чётко проявилось другое различие — между морскими и наземными экосистемами, причём независимо от того, шла ли речь о поверхности или о глубине. «Давление отбора на суше и в море сильно различается, что способствует выживанию разных организмов, которым сложно существовать в обеих средах», — объясняет Руфф. Принцип «как наверху, так и внизу» работает, но он работает по-разному в океане и на континенте.
Где данных не хватает
Команда отмечает неравномерность данных: для некоторых сред — например, морской поверхности — информации оказалось почти избыточно много, тогда как для пещер или почв данных было мало либо вовсе не хватало. Это означает, что картина, сколь бы впечатляющей она ни была, всё ещё неполна, и будущие исследования могут её существенно дополнить.
Взгляд на Марс
Если жизнь способна существовать на глубине почти в полкилометра под океанским дном и почти в четыре с половиной километра под сушей, то, возможно, она способна существовать и за пределами Земли. Руфф формулирует это прямо: «Понимание глубинной жизни на Земле может стать моделью для выяснения того, существовала ли жизнь на Марсе и сохранилась ли она до наших дней».
Жидкая вода на других планетах могла сформировать в их каменистых подповерхностных слоях среды обитания, очень похожие на земные, — причём уже в трёх метрах под поверхностью. Если это так, то для встречи с инопланетной жизнью недостаточно будет просто посадить аппарат на поверхность — потребуется бурить.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Жидкая вода на других планетах могла сформировать в их каменистых подповерхностных слоях среды обитания, очень похожие на земные, — причём уже в трёх метрах под поверхностью. Если это так, то для встречи с инопланетной жизнью недостаточно будет просто посадить аппарат на поверхность — потребуется бурить.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Материалы статьи подготовлены на основе перевода с источника: sciencealert.com
Сетевое издание «Межрегиональный юннатский вестник» (yunnatvestnik.ru, СМИ зарегистрировано Роскомнадзором 13.02.2026, Эл № ФС77−90938) ежедневно пополняется новыми материалами для юных натуралистов, их руководителей, специалистов и любителей природы.
В рубрике «Новости науки» читайте и другие публикации о новейших научных открытиях и находках в области естественных наук, достижения учёных. Там могла бы быть опубликована и Ваша статья.
