Скритият подземен свят: Има живот в абсолютен мрак и глад под 1500 метра

Микроби, изолирани дълбоко под земната повърхност, изграждат устойчиви и подредени общности, в които различни групи изпълняват специфични задачи, за да поддържат живота в тотална изолация и мрак. Новото изследване показва, че дълбоката биосфера не е хаотична среда, а функционираща система с "дежурни екипи“, които рециклират въглерод и реагират при химични промени на дълбочина до 1500 метра.

Данните в проучването, ръководено от изследователи от Northwestern University, се базират на детайлно проследяване на проби, вземани от шест подземни локации в бившата златна мина Homestake в Южна Дакота (днес част от Sanford Underground Research Facility) в периода от 2015 до 2019 г.

Подземен свят, който почти не познаваме

Дълбоката подземна биосфера е сред най-слабо изследваните големи екосистеми на планетата поради трудния, скъп и технически сложен достъп. Изследователите пробиват скалите в мината, за да съберат течности от естествени пукнатини, съдържащи вода, разтворени газове и микробни общности, като някои от тези подземни води са били капсулирани в недрата до 10 000 години. Това превръща мястото в рядък естествен прозорец към организми, които съществуват без никаква връзка със света над тях.

Учените очаквали сходство, но открили отделни "острови“

Първоначалното очакване на екипа е било, че поради сходните сурови условия микробните общности под земята ще си приличат, но се случва точно обратното. Всяко от шестте изследвани места притежава собствена специфична общност, оформена от местната химия и геология, като дори близки точки в мината се оказват напълно различни. Учените не откриват универсален "основен микробиом“, което доказва, че животът в дълбоката подземна среда не зависи от конкретни видове организми, а от това дали се изпълняват жизненоважните функции.

Едни поддържат системата, други чакат момента

Изследването разкрива, че подземните микробни общности се организират около два основни типа групи:

• Стабилна група: Присъства постоянно и действа като основа на екосистемата, като рециклира въглерод и поддържа базовите химични процеси при изключително ограничени ресурси.
• Динамична група: Микроби, които реагират веднага, когато в средата се появят нови химични вещества, и могат да използват сяра, азот и желязо, когато те станат достъпни.

Тази подземна система работи на бавен режим, при който част от микробите функционират постоянно с минимален метаболизъм, а други остават в готовност да се активират при редки промени в средата, като например земетресения, които освобождават нови хранителни вещества в скалните пукнатини.

Защо това има значение за климата и енергията?

Откритието идва в момент, в който индустриите се насочват към дълбоките подземни пластове за внедряване на геотермална енергия и подземно съхранение на въглерод, пише Meteo Balkans. Тъй като микробите са активни участници в химичните процеси, свързани с въглерод, сяра, азот и метали, всяка човешка намеса в подземната химия може да ги активира, което крие рискове за инфраструктурата, включително от корозия на метални конструкции, кладенци и тръбопроводи.

Следа и към търсенето на живот извън Земята

Проучването притежава огромно значение и за астробиологията, тъй като показва какъв тип среда може да поддържа форми на живот при пълна липса на светлина. Подземните зони на Марс например, които са защитени от космическа радиация и екстремни температурни промени, отдавна се разглеждат като потенциални места за откриване на следи от минал или настоящ микробен живот, ако необходимата химия е налице.

Животът не търси удобство, а възможност

Най-важният извод е, че подземните екосистеми не се изграждат около конкретни биологични видове, а около роли. В една зона определени организми поддържат въглеродния обмен, докато в друга зона същата задача се изпълнява от съвсем различни микроби, което се оказва напълно достатъчно за оцеляването им на 1500 метра дълбочина.