Основной регион пустыни Атакама в Южной Америке является одним из самых засушливых мест на Земле. Иногда дожди идут всего раз в десятилетие или даже реже, годовое количество осадков значительно меньше 20 мм. Засушливые условия привели к высокой концентрации солей в почве и низкому содержанию органических веществ. Однако ученые обнаружили там микроорганизмы. Но остается неясным, поддерживают ли эти среды активный микробный рост или наблюдаемые клетки были занесены ветром и впоследствии деградировали. Подробный анализ, проведенный международной исследовательской группой, показывает: даже в самых засушливых зонах Атакамы существует микробное сообщество, которое становится метаболически активным после эпизодического повышения влажности после дождей.
Новые данные, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, важны для эволюции жизни и ландшафтов на Земле. Более того, результаты имеют значение для перспективы жизни на других планетах - и, конечно же, на Марсе.
Ученые взяли образцы почвы в шести разных местах пустыни Атакама в период с 2015 по 2017 год., - объясняет первый автор Дирк Шульце-Макух из Технического университета Берлина. «Этот градиент должен отражаться в благоприятных для жизни условиях - мы называем это обитаемостью, - а также в количестве и разнообразии микроорганизмов."
Чтобы получить полную картину, ученые использовали широкий спектр дополнительных методов, разработанных в нескольких геолого-геофизических институтах в Берлине и Потсдаме совместно с международными партнерами. Среди прочего, группа провела физико-химические исследования обитаемости почвы и молекулярно-биологические исследования. Последние проводились в основном в Немецком исследовательском центре геонаук GFZ в Потсдаме, где анализировалась внутриклеточная и внеклеточная ДНК. «С помощью этого метода мы можем узнать, какие микроорганизмы действительно существуют в разных местах Атакамы, вероятно, занимаясь метаболизмом, а какие из них представлены только их обнаженной ДНК в отложениях как сигнал из прошлого», - говорит Дирк Вагнер, глава GFZ. -Секция геомикробиологии и один из ведущих авторов статьи. «Дальнейшие исследования, такие как тесты на ферменты, показали, что подозреваемые организмы в большинстве случаев на самом деле метаболически активны».
Для ученых важно не только знать, где существует микробная жизнь, но и знать об изменениях с течением времени. Здесь им повезло: первый отбор проб в апреле 2015 года произошел вскоре после неожиданного дождя. Влага положительно повлияла на жизнь и деятельность в пустыне. Это задокументировано в пробах, взятых и проанализированных в последующие годы в феврале 2016 г. и январе 2017 г.
«Мы можем ясно показать, что через некоторое время после выпадения осадков численность и биологическая активность микроорганизмов снижается», - говорит Вагнер. Но организмы, преимущественно бактерии, полностью не отмирают. По мнению авторов, одноклеточные организмы встречаются в основном в более глубоких слоях пустыни Атакама, где они сформировали активные сообщества на протяжении миллионов лет и эволюционировали, чтобы справиться с суровыми условиями.
Находки из южноамериканской пустыни очень полезны для вопроса о жизни на других планетах, особенно в отношении Марса. Марсианский климат изначально был влажным, реки и озера существовали до начала опустынивания. Сегодня из тонкой марсианской атмосферы не может идти дождь, но жидкая вода может присутствовать у поверхности из-за ночного снегопада. Кроме того, есть туман, а на некоторых склонах также соленые рассолы, которые время от времени стекают вниз и, таким образом, обеспечивают жидкости. Однако воздействие жесткого излучения на поверхность намного больше, чем на Землю. Основываясь на результатах исследования, авторы приходят к выводу: если жизнь когда-либо развивалась на Марсе в прошлом, при лучших условиях, она могла бы пережить переход к сверхзасушливым условиям и, возможно, даже найтись в подповерхностных нишах сегодня.