Проведен первый успешный эксперимент по оживлению бактерий старше 100 млн лет

Микробы, погребенные под морским дном более 100 миллионов лет назад, оказались все еще живы, показывает новое исследование. Когда их привезли в лабораторию и накормили, они начали размножаться. Микробы – это любящие кислород виды, которые каким-то образом существуют за счёт того, что малая часть газа диффундирует с поверхности океана вглубь морского дна.

Открытие доказывает “безумную” теорию того, что микробы в течение сотни лет сидят в осадочном слое, или, по крайней мере, медленно растут, не разделяя его.

Новая работа демонстрирует, что “микробная жизнь очень настойчива и часто находит способ выживания”, – говорит Вирджиния Эдгкомб, эколог-микробов из Океанографического института Вудсхолла, которая не принимала участия в этой работе.

Жизнь может выживать в местах, которые биологи когда-то считали непригодными для жизни, исследование говорит о возможности жизни в других местах Солнечной системы или в других местах Вселенной. “Если поверхность конкретной планеты не выглядит многообещающей для жизни, она может простираться в недрах”, – говорит Андреас Теске, микробиолог из Университета Северной Каролины, Чэпел-Хилл, который также не принимал участия в новом исследовании.

Ученые знают, что жизнь существует “под дном” океана уже более 15 лет. Но геомикробиолог Юки Мороно из Японского агентства по морским наукам и технологиям хотел знать пределы такой жизни. Известно, что микробы живут в очень жаркой или токсичной среде, но могут ли они жить там, где мало еды?

Чтобы выяснить это, Мороно и его коллеги организовали буровую экспедицию в Южно-Тихоокеанском водовороте – месте пересечения океанских течений к востоку от Австралии, которое считается самой мертвой частью Мирового океана, почти полностью лишенной питательных веществ, необходимых для выживания. Когда они извлекли керны глины и другие отложения с глубины до 5700 метров ниже уровня моря, они подтвердили, что образцы действительно содержали некоторое количество кислорода, что свидетельствует об очень малом количестве органического материала, которым могли бы питаться бактерии.

Чтобы исследовать, какая там может быть жизнь, команда Мороно тщательно извлекла небольшие образцы глины из центров пробуренных сердечников, поместила их в стеклянные флаконы и добавила простые соединения, такие как ацетат и аммоний, которые содержали более тяжелые формы – или изотопы азота и углерода, которые можно было обнаружить у живых микробов. В день, когда группа впервые “накормила” образцы грязи этими соединениями, и до 557 дней спустя, команда извлекла из образцов кусочки глины и растворила их, чтобы обнаружить живых микробов, несмотря на недостаток пищи для них в глине.

100 000 клеток на кубический сантиметр грязи морского дна. Но в этих пробах было не более 1000 бактерий в таком же количестве осадков. Поэтому биологам пришлось разработать специализированные методы, такие как использование химических индикаторов для определения попадания загрязненной морской воды в пробы и разработать способ анализа очень малых количеств клеток и изотопов. “Подготовка и уход, необходимые для этой работы, были действительно впечатляющими”, – говорит Кеннет Нильсон, экологический микробиолог, вышедший на пенсию из Университета Южной Калифорнии.

Добавленные питательные вещества разбудили множество кислородсодержащих бактерий. В образцах из 101,5-миллионного слоя микробов через 65 дней увеличился на четыре порядка до более чем 1 миллиона клеток на кубический сантиметр, сообщает команда в Nature Communications.

Генетический анализ микробов показал, что они принадлежат к более чем восьми известным группам бактерий, многие из которых обычно встречаются в других местах в соленой воде, где они играют важную роль в расщеплении органического вещества. “Это говорит о том, что обучение выживанию в условиях экстремального ограничения энергии является широко распространенной способностью”, – говорит Нилсон, которая, возможно, эволюционировала в раннем возрасте, когда микробам было нечем питаться. “Возможно, это был очень удобный трюк выживания”.

Исследователи не знают, чем занимались гиревые микробы все эти миллионы лет. Большинство видов, которые они обнаружили, не образуют спор, которые являются неактивной стадией жизни, которую некоторые бактерии образуют в неблагоприятных условиях. Возможно, что все это время бактерии делились очень медленно, что сделало бы тех, кто был изолирован в этом исследовании, далекими потомками предков, которым миллионы лет.

Но в глубоководных отложениях так мало пищи, что любые микробы там, скорее всего, могут сделать не больше, чем восстановить поврежденные молекулы. “Если они вообще не делятся, то живут 100 миллионов лет, но это кажется безумием”, – говорит Стив Д’Хондт, океанограф Университета Род-Айленда, кампус Бэй, и соавтор исследования. Он интересуется, есть ли там еще один непризнанный источник энергии – возможно, радиоактивность – который позволяет медленно делиться бактериям, которые, вероятно, попали в ловушку в этих отложениях, когда были захоронены другими осадочными отложениями.

Низкое потребление пищи и энергии, похоже, не устанавливает пределов для жизни на Земле.

Поделиться публикацией:

149