Підземні мікроби практично досягли безсмертя

Минулого місяця обсерваторія Deep Carbonоголосила про разючий факт: маса мікробів, що живуть під поверхнею Землі, становить від 15 до 23 мільярдів тонн вуглецю, що приблизно в 245-385 разів перевищує масу вуглецю всіх людей. Це дивовижно. Адже не так давно ми навіть і не підозрювали, що глибоко під землею можливе життя. Однак за всім цим не відразу стала помітна деталь, яка більш дивна і цікава, ніж маса підземного життя: її вік.

Як досягти безсмертя? Запитати у мікробів

Ще в кінці 1920-х років учений на ім'я Чарльз Ліпман, професор Каліфорнійського університету в Берклі, почав підозрювати, що в каменях є бактерії. Чи не копалини бактерії. Живі.

Він розмірковував над тим, що бактерії в йоголабораторії можна було реанімувати після 40 років, проведених в сухому грунті в запечатаних пляшках. Якщо вони могли пережити чотири десятиліття, чи був якийсь межа?

Вугілля походив на камінь, дозрілий для випробувань, який із болотного бруду. Він почав тиснути шматки вугілля, щоб подивитися, чи зможе щось прорости з пилу. Змогло.

Розмішавши вугільний пил у стерильній воді, через два-три тижні він побачив щось схоже на бактерій. Помістивши його в розчини з пептоном, їжею бактерій, він прискорив час реанімації до п'яти годин.

Що цікаво, він виявив, що періодрегидратации в рідини протягом двох днів був необхідний для відновлення. Якщо подрібнене вугілля змочують, але після цього негайно містився в харчовій агар, подібний желатину, в чашці Петрі, нічого не виростало.

Звичайно ж, Ліпман включав запобіжні заходи,щоб гарантувати, що ніякі забруднювачі не викликають зростання. Його драконівські процедури очищення і стерилізації попередньо роздроблених шматків включали очистку, вимочування, випікання і здавлювання шматків вугілля протягом декількох годин або днів до подрібнення. Фактично, він виявив, що нагрівання зразка протягом декількох годин при 160 градусах Цельсія ніколи не призводить до знищення бактерій всередині вугілля. У всякому разі, він навіть заохочував їх. Чим довше вони випікалися - до неймовірних 50 годин - тим краще вони, здавалося, росли, коли вугілля згодом розбивався. (Якщо його результати були справжніми, вони можуть бути не настільки і дивовижними, враховуючи умови, при яких створюється вугілля).

Ліпман не вірив, що бактерії, яких вінстворив з вугілля, були живі в тому ж сенсі, в якому живі бактерії в кишечнику. Швидше він вважав, що під час процесу формування вугілля бактерії висохли і увійшли в фазу заморозки.

«... Мікроорганізми, знайдені в вугіллі, насправдіє вижили, укладеними в вугілля під час його утворення з матеріалу, який спочатку був, ймовірно, дуже багатий мікроорганізмами, оскільки був схожий на торф », писав він в Journal of Bacteriology. «Я вважаю, що місцями розкидані по вугільним масам випадкові суперечки або якась подібна стійка стадія спокою мікроорганізму пережили мінливості часу і обставин і зберегли живий характер, здатність перетворюватися в рослинний організм і здатність розмножуватися в сприятливих умовах».

Це висушене стан ми зараз називаємо ангідробіоз, і саме в такому стані тихоходки можуть протистояти вакууму космосу і бомбардуванню радіацією.

Вугілля Ліпмана надійшов з Уельсу і Пенсільванії, де частина його була здобута на глибині 900 метрів. Пенсільванський вугілля надихнув назва цілого геологічного підперіоди - Пенсильванського.

Йому не менше 300 мільйонів років.

Йшов 1931 рік. Його колеги, ймовірно, вважали, що Ліпман збожеволів. Але тут, в 2019 році, здається все більш вірогідним, що він не був божевільним. Найстаршими живими істотами в світі можуть бути не гнуті остисті сосни і не стародавні осики, а крихітні мікроби, замкнені в скелястих породах під поверхнею, мета яких - не рости або розмножуватися, а просто обдурити смерть.

Все більше робіт, що з'явилися останнімдесятиліття, показують, що бактерії, які живуть - багато хто з них в гідратованому, активному стані - у відкладеннях, в породах, в кишенях і тріщинах під землею - це застарілі дані.

Наприклад, на початку 2000-х років вченівиявили, що швидкість, з якою мікроби в водоносних шарах і відкладеннях дихали, була значно нижчою, ніж у мікробів на поверхні. Швидкість обороту біомаси - час, необхідний для заміни молекул в клітині - вимірювалася від сотень до тисяч років.

«Ми не знаємо, розмножуються мікроби в цихпідземних середовищах з такими повільними темпами обороту біомаси », писали Фредерік Ковелл і Стівен Д'Хондт в огляді Nature and Extent of the Deep Biosphere 2013 року,« або живуть без поділу мільйони і десятки мільйонів років ».

У 2017 році в PNAS з'явилася робота, в якійпоказано, що в двох кілометрах під дном Тихого океану біля берегів Японії, в вугільних і сланцевих покладах віком 5-30 мільйонів років, виявлена ​​низька щільність бактерій (хоча «низька» все ще становить 50-2000 клітин на кубічний сантиметр).

І вони все ще активно, хоч і дуже повільно,жили. Час їх генерації варіювалося від місяців до понад 100 років. Але ця оцінка, була, ймовірно, заниженою. Час генерації кишкової палички в лабораторії - від 15 до 20 хвилин.

У дослідженні мікробів, що живуть в глибоководнихморських відкладеннях в південній частині Тихого океану, 2018 року, опублікованому в Geobiology, був зроблений висновок про те, що пристосованість в таких відкладеннях полягає не в зростанні, а в виживанні. Автори прийшли до висновку, що єдиним джерелом їжі для таких мікробів є те, що з ними було поховано. Кількість споживаного ними вуглецю на технічне обслуговування і ремонт протягом року становило всього 2% від власного змісту вуглецю в клітці.

«Той факт, що неушкоджені мікробні клітини виявлені в цій стародавній середовищі існування, має чудові наслідки щодо стійкості цих організмів», пишуть автори.

В їх комп'ютерних моделях, що моделюють багатомільйонів років, через чотири мільйони років все клітини припиняли зростання. Вони просто вкладали всі ресурси, які могли знайти, щоб підтримувати роботу старої тушки.

Як довго може тривати ця гра з нульовимипризовими? Чи будуть в кінцевому підсумку мікроби голодувати? Чи приймуть вони суху, заморожену форму, на зразок тієї, що виявив Ліпман? Або ж це вимагає особливих умов?

Накопичуються докази того, що такіпозбавлені поживних речовин, літні бактерії не є «мікробними зомбі». Навпаки, численні дослідження показали, що коли глибокі підземні мікроби поміщаються в більш помірну середу, вони швидко оживають.

У загальному і цілому, це висновки здаються прямтакими безглуздими, якщо врахувати, що мікроби, захоронення глибоко під земною поверхнею, захищені від космічного випромінювання - товстими шарами води, відкладень, порід. Мюони, які присутні в космічному випромінюванні, що досягає поверхні Землі, можуть пробитися лише через кілька десятків метрів порід. Таке випромінювання постійно опромінює ДНК організмів, що живуть на поверхні, приводячи до їх мутації.

Гіпотези панспермії про те, що життя наповнилаВсесвіт, подорожуючи автостопом всередині астероїдів, завжди здавалися чимось надприродним. Але ці знахідки, разом з недавнім усвідомленням того, що життя могло з'явитися на Землі майже відразу, разом з утворенням планети, змушують переглянути це ставлення. Хоч космос і величезний, життя знайде свій шлях.

Підводячи підсумок, можна сказати, що земна коравиглядає просто паршиво з холостими, древніми бактеріями, припаркованими в режимі енергозбереження та готовими в будь-який момент ожити. Але що це за життя! Епохи, проведені в похованні в темній, безповітряному, безмовною матриці, ледь харчуючись, ледве дихаючи, ледь рухаючись, ледь живучи. Але не мертвими.

Якщо Чарльз Ліпман був прав, на нашій планетітакож є бактеріальні клітини, які почали життя за 50 мільйонів років до появи динозаврів, які можуть знову почати ділитися завтра. Це захоплює дух.

Однак ціна практичного безсмертя - залишатися замкненими в підземній в'язниці.

Погодьтеся, це не сильно відрізняється від поховання людей.

Якщо не хочете пропустити оновлення по темі, не забудьте підписатися на наш канал.