Изучение органического вещества в отложениях помогает пролить свет на далекое прошлое. Какой был климат? Какие организмы населяли Землю? В каких условиях они жили? Исследователи из Женевского университета (UNIGE), Швейцария, и Лионского университета, Франция, исследовали отложения в Мертвом море, где соленость не имеет себе равных, что делает его одной из самых неблагоприятных сред на планете. Геологи пробурили 400-метровую скважину в сердцевине Мертвого моря, прежде чем проанализировать каждый слой отложений и следы стратегии, которая позволяет бактериям выживать, питаясь остатками других организмов. Это открытие, о котором можно прочитать в журнале «Геология», поможет нам лучше понять, как жизнь может развиваться даже в самых суровых условиях. Он также предоставляет жизненно важные данные для обнаружения жизни на других планетах.
Изучение глубинной биосферы - присутствие микробов в отложениях - помогает нам понять различные аспекты эволюции Земли и многообразные климатические изменения, которым она подвергалась. «Речь идет об изучении бактерий и архей - древнейших форм жизни на Земле - которые живут в отложениях, и анализе процессов трансформации, возникающих в результате их присутствия, и это называется диагенезом», - объясняет Даниэль Аризтеги, профессор кафедры Науки о Земле на факультете наук UNIGE.
Международная команда работала над реконструкцией климата Мертвого моря за последние 200 000 лет. Хотя площадь поверхности озера и его глубина примерно равны площади Женевского озера, Мертвое море теряет метр в год, что объясняет его постоянно увеличивающуюся соленость: 275 граммов соли на литр по сравнению с 20-40 граммами на литр. в океанах. Тем не менее, микробная жизнь существует в этой экстремальной среде. Но возможно ли, что какая-то форма жизни сумела приспособиться к отложениям Мертвого моря - особо враждебной среде, изолированной от поверхности без света, кислорода и частого приема пищи? Ученые пробурили скважину глубиной 400 метров и диаметром 10 сантиметров в самом сердце Мертвого моря, пытаясь найти следы микробного присутствия в отложениях, анализируя образцы донных отложений на каждый выкопанный метр.
Некрофильные бактерии
«Мы начали с замораживания собранных образцов, чтобы сохранить любой генетический материал, который может разлагаться при комнатной температуре», - объясняет доктор Камилла Томас, научный сотрудник Департамента наук о Земле UNIGE. «Тогда мы использовали разные методики, в том числе сканирующую электронную микроскопию, которая позволяет с очень высоким разрешением идентифицировать остатки микробов, которые могли изменить первоначальный состав отложений.«Цель заключалась также в том, чтобы извлечь органические соединения, содержащиеся в соли, такие как ДНК или липиды., - продолжает профессор Аризтеги.
Предыдущие исследования показали, что археи можно найти в самых соленых средах Мертвого моря. «Но здесь мы обнаружили молекулы, известные как сложные эфиры воска изопреноидов, которые не могут быть произведены археями, а только бактериями из фрагментов архей», - говорит доктор Томас. Это доказывает, что развилась форма жизни, отличная от архей, которая потенциально все еще присутствует в этих отложениях: бактерии. «Археи обладают способностью выдерживать очень высокий уровень солености Мертвого моря. До сих пор они были единственными, обнаруженными в глубоких водах Мертвого моря. Но оказалось, что другая популяция может преодолеть эти интенсивные условия путем питались трупами архей: бактерии, которые, как мы думали, не очень хорошо приспособлены.«Став «некрофагами», эти бактерии смогли акклиматизироваться в одной из самых суровых сред на нашей планете. Кроме того, они внесли свой вклад в химические изменения, обнаруженные в отложениях Мертвого моря».
Геомикробиология представляет будущее поиска жизни в космосе
Исследование, финансируемое Швейцарским национальным научным фондом (SNSF), лежит на границе между геологией и микробиологией - областью, известной как геомикробиология, которая стремится понять механизмы формирования жизни и Земли, нет независимо от того, насколько враждебны условия окружающей среды. «Установление того, как жизнь приспосабливается к самым неблагоприятным условиям, также открывает важные направления исследований для обнаружения жизни на других планетах», - с энтузиазмом говорит профессор Аризтеги. «И это дает нам представление не только о том, что нам следует искать, но и помогает разрабатывать все более изощренные микробиологические методы».