Главная » Hi-Tech » Подземные микробы практически достигли бессмертия

Подземные микробы практически достигли бессмертия

Это удивительно. В прошлом месяце обсерватория Deep Carbon объявила о поразительном факте: масса микробов, живущих под поверхностью Земли, составляет от 15 до 23 миллиардов тонн углерода, что примерно в 245-385 раз превышает массу углерода всех людей. Однако за всем этим не сразу стала заметна деталь, которая более удивительна и интересна, чем масса подземной жизни: ее возраст. Ведь не так давно мы даже и не подозревали, что глубоко под землей возможна жизнь.

Как достичь бессмертия? Спросить у микробов

Не ископаемые бактерии. Еще в конце 1920-х годов ученый по имени Чарльз Липман, профессор Калифорнийского университета в Беркли, начал подозревать, что в камнях есть бактерии. Живые.

Если они могли пережить четыре десятилетия, был ли какой-то предел? Он размышлял над тем, что бактерии в его лаборатории можно было реанимировать после 40 лет, проведенных в сухой почве в запечатанных бутылках.

Он начал давить куски угля, чтобы посмотреть, сможет ли что-нибудь прорасти из пыли. Уголь походил на камень, созревший для испытаний, выросший из болотной грязи. Смогло.

Помещая его в растворы с пептоном, едой бактерий, он ускорил время реанимации до пяти часов. Размешав угольную пыль в стерильной воде, через две-три недели он увидел нечто похожее на бактерий.

Если измельченный уголь смачивался, но после этого немедленно помещался в пищевой агар, подобный желатину, в чашке Петри, ничего не вырастало. Что любопытно, он обнаружил, что период регидратации в жидкости в течение двух дней был необходим для восстановления.

Его драконовские процедуры очистки и стерилизации предварительно раздробленных кусков включали очистку, вымачивания, выпекание и сдавливание кусков угля в течение нескольких часов или дней до измельчения. Конечно же, Липман включал меры предосторожности, чтобы гарантировать, что никакие загрязнители не вызывают роста. Во всяком случае, он даже поощрял их. Фактически, он обнаружил, что нагрев образца в течение нескольких часов при 160 градусах Цельсия никогда не приводит к уничтожению бактерий внутри угля. (Если его результаты были подлинными, они могут быть не столь и удивительными, учитывая условия, при которых создается уголь). Чем дольше они выпекались — до невероятных 50 часов — тем лучше они, казалось, росли, когда уголь впоследствии разбивался.

Скорее он полагал, что во время процесса формирования угля бактерии высохли и вошли в фазу заморозки. Липман не верил, что бактерии, которых он сотворил из угля, были живы в том же смысле, в каком живы бактерии в кишечнике.

«Я считаю, что местами разбросанные по угольным массам случайные споры или некая подобная устойчивая стадия покоя микроорганизма пережили превратности времени и обстоятельств и сохранили живой характер, способность превращаться в растительный организм и способность размножаться в благоприятных условиях». «…Микроорганизмы, найденные в угле, на самом деле являются выжившими, заключенными в уголь во время его образования из материала, который первоначально был, вероятно, очень богат микроорганизмами, поскольку был похож на торф», писал он в Journal of Bacteriology.

Это высушенное состояние мы сейчас называем ангидробиозом, и именно в таком состоянии тихоходки могут противостоять вакууму космоса и бомбардировке радиацией.

Пенсильванский уголь вдохновил название целого геологического подпериода — пенсильванского. Уголь Липмана поступил из Уэльса и Пенсильвании, где часть его была добыта на глубине 900 метров.

Ему не менее 300 миллионов лет.

Его коллеги, вероятно, полагали, что Липман сошел с ума. Шел 1931 год. Старейшими живыми существами в мире могут быть не гнутые остистые сосны и не древние осины, а крошечные микробы, запертые в скалистых породах под поверхностью, цель которых — не расти или размножаться, а просто обмануть смерть. Но здесь, в 2019 году, кажется все более вероятным, что он не был сумасшедшим.

Все больше работ, появившихся в последнее десятилетие, показывают, что бактерии, живущие — многие из них в гидратированном, активном состоянии — в отложениях, в породах, в карманах и трещинах под землей — это устаревшие данные.

Скорость оборота биомассы — время, необходимое для замены молекул в клетке — измерялась от сотен до тысяч лет. Например, в начале 2000-х годов ученые обнаружили, что скорость, с которой микробы в водоносных слоях и отложениях дышали, была значительно ниже, чем у микробов на поверхности.

«Мы не знаем, размножаются ли микробы в этих подземных средах с такими медленными темпами оборота биомассы», писали Фредерик Ковелл и Стивен Д’Хондт в обзоре Nature and Extent of the Deep Biosphere 2013 года, «или живут без деления миллионы и десятки миллионов лет».

В 2017 году в PNAS появилась работа, в которой показано, что в двух километрах под дном Тихого океана у берегов Японии, в угольных и сланцевых залежах возрастом 5-30 миллионов лет, обнаружена низкая плотность бактерий (хотя «низкая» все еще составляет 50-2000 клеток на кубический сантиметр).

Время их генерации варьировалось от месяцев до более 100 лет. И они все еще активно, хоть и очень медленно, жили. Время генерации кишечной палочки в лаборатории — от 15 до 20 минут. Но эта оценка, была, вероятно, заниженной.

Авторы пришли к выводу, что единственным источником пищи для таких микробов является то, что с ними было похоронено. В исследовании микробов, живущих в глубоководных морских отложениях в южной части Тихого океана, 2018 года, опубликованном в Geobiology, был сделан вывод о том, что приспособленность в таких отложениях заключается не в росте, а в выживании. Количество потребляемого ими углерода на техническое обслуживание и ремонт в течение года составляло всего 2% от собственного содержания углерода в клетке.

«Тот факт, что неповрежденные микробные клетки обнаружены в этой древней среде обитания, имеет замечательные последствия в отношении устойчивости этих организмов», пишут авторы.

Они просто вкладывали все ресурсы, которые могли найти, чтобы поддерживать работу старой тушки. В их компьютерных моделях, моделирующих много миллионов лет, через четыре миллиона лет все клетки прекращали рост.

Будут ли в конечном итоге микробы голодать? Как долго может продолжаться эта игра с нулевыми призовыми? Или же это требует особых условий? Примут ли они иссохшую, замороженную форму, вроде той, что обнаружил Липман?

Напротив, многочисленные исследования показали, что когда глубокие подземные микробы помещаются в более умеренную среду, они быстро оживают. Накапливаются доказательства того, что такие лишенные питательных веществ, пожилые бактерии не являются «микробными зомби».

Мюоны, которые присутствуют в космическом излучении, достигающем поверхности Земли, могут пробиться лишь через несколько десятков метров пород. В общем и целом, эти выводы не кажутся прям такими нелепыми, если учесть, что микробы, захороненные глубоко под земной поверхностью, защищены от космического излучения — толстыми слоями воды, отложений, пород. Такое излучение постоянно облучает ДНК организмов, живущих на поверхности, приводя к их мутации.

Но эти находки, вместе с недавним осознанием того, что жизнь могла появиться на Земле почти сразу, вместе с образованием планеты, заставляют пересмотреть это отношение. Гипотезы панспермии о том, что жизнь наполнила Вселенную, путешествуя автостопом внутри астероидов, всегда казались чем-то сверхъестественным. Хоть космос и огромен, жизнь найдет свой путь.

Но что это за жизнь! Подводя итог, можно сказать, что земная кора выглядит просто паршиво с холостыми, древними бактериями, припаркованными в режиме энергосбережения и готовыми в любой момент ожить. Но не мертвыми. Эпохи, проведенные в погребении в темной, безвоздушной, безмолвной матрице, едва питаясь, едва дыша, едва двигаясь, едва живя.

Это захватывает дух. Если Чарльз Липман был прав, на нашей планете также есть бактериальные клетки, которые начали жизнь за 50 миллионов лет до появления динозавров, которые могут снова начать делиться завтра.

Однако цена практического бессмертия — оставаться запертыми в подземной тюрьме.

Согласитесь, это не сильно отличается от погребения людей.

Если не хотите пропустить обновления по теме, не забудьте подписаться на наш канал.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Не стесняйтесь рассказывать о своих проектах в подсайте «Трибуна»

Не стесняйтесь рассказывать о своих проектах в подсайте «Трибуна» — Трибуна на vc.ru Свежее Вакансии Написать Уведомлений пока нет Пишите хорошие статьи, комментируйте,и здесь станет не так пусто Войти Но делайте это правильно — следуйте рекомендациям. В закладки Что это ...

Оборудование NASA будет печататься на 3D-принтерах

Первое устройство для трехмерной печати было создано Чаком Халлом в далеком 1986 году, и спустя десятки лет благодаря его идее люди могут легко напечатать не только крохотные детали для электроники, но и целые здания и даже еду. Изобретение 3D-принтера стало ...