Учёные, исследующие жизнь глубоко внутри поверхности нашей планеты, обнаружили уникальную бактерию, живущую на глубине 1.7км под поверхностью Земли. Крошечная бактерия обитает в сообществе с подземными микробами, населяющими Южно Африканский платиновый рудник.
Недра Земли укрывают множество уникальных микроорганизмов, до которых можно добраться только в результате крупномасштабных проектов бурения или разработок месторождений полезных ископаемых. Спускаясь внутрь глубочайших шахт Южной Африки, исследователи получают редкую возможность взглянуть на эту уникальную среду обитания. В глубинах Южно Африканской платиновой разработки Нортэм (Northam Platinum mine) учёные из Университета западного Онтарио и из Принстонского университета получили доступ к множеству ранее неизвестных микробиологических сообществ.
То, что позволяет учёным увидеть уникальные условия внутри планеты Земля, вероятно, нарушает недра планеты. Проникновение внутрь поверхности разрушает микробиологические сообщества, обитающие там. Когда люди спускаются в шахты и пещеры, они приносят с собой огромное число неродных микробов. По этой причине сложно получить образцы без примесей.
Команда учёных, проводившая недавние исследования, решила протестировать образцы из шахты, чтобы определить, насколько они на самом деле загрязнены. Были собраны пробы из слизи, или биоплёнки, покрывающей стены шахты Нортэм в Южной Африке. Бурная жизнь обнаруживается там, где внутренние воды вытекают сквозь стены шахты и встречаются с кислородом, что приводит к образованию плёнки микроскопических организмов. Для проверки своей теории учёные определяли, сформированы ли эти биоплёнки с примесью организмов с поверхности, или они состоят из уникальных подземных организмов.
Исследования показали, что биоплёнки содержали уникальные организмы из недр, таким образом, эти плёнки могут стать местом для поиска новых необычных видов микробов. В частности, в процессе исследований команда учёных наткнулась на один странный микроорганизм в форме крошечной микроскопической звезды.
Бактерия, принимающая определённую форму
Были обнаружены микробы различные по количеству, форме и размеру, но большинство форм были довольно незатейливыми. Самая простая форма микроба была сферическая. По словам исследователей, сложно определить причину многообразия форм всех бактерий. Другие бактерии по форме напоминают палочки и спирали, но это требует дополнительных усилий для бактерий. Для образования сложных форм микробам необходима дополнительная энергия, чтобы преодолеть естественные силы, поддерживающие сферическую форму.
С помощью мощных микроскопов учёные сделали снимки, на которых изображены клетки в форме звезды с четырьмя или пятью концами. Эта структура уникальна для микроба и никогда не наблюдалась прежде.
Итак, зачем же микроорганизму принимать форму звезды?
Как и любому живому организму, каждому микробу необходимо питание. Когда мы хотим есть, мы можем просто взять еду и положить её себе в рот. Для большинства микроорганизмов это не тот случай. Многие из них просто плавают внутри своей среды в надежде получить возможность поглотить нутриенты, необходимые им, чтобы выжить.
Многие микробы питаются, пропуская нутриенты сквозь свою клеточную мембрану. Сфера, возможно, проста как форма, но она не обеспечивает самую большую площадь поверхности для клетки. Различные закручивания и изгибы увеличивают поверхностную площадь клетки по отношению к её внутреннему объёму. Таким образом, площадь стенок, через которые бактерия может поглощать пищу больше.
Среда, в которой обитает эта уникальная бактерия, достаточно бедна нутриентми. Такое преимущество выгодно изменять форму, позволяет бактерии выживать среди других микробов, претендующих на ту же пищу.
Внутри планет
Учёные только начинают понимать уникальные виды жизни в недрах нашей планеты. Астробиологии заинтересованы в изучении недр Земли, т.к. это сможет им помочь понять, как микробы могли выжить глубоко под поверхностью других планет.
Предстоящие и настоящие миссии по поиску признаков жизни на Марсе сосредоточены на исследовании внутренних слоёв марсианского грунта. Сегодня посадочный модуль Феникс, НАСА, вплотную изучает марсианский грунт. Следующим шагом, возможно, станет марсоход ExoMars Европейского космического агентства, который позволит проникнуть внутрь поверхности Марса почти на 12 футов.
Исследование таких микроорганизмов, выживающих в условиях небогатого питательными веществами, кислородом, чёрного как смоль мира, позволит учёным предположить, как организмы смогли бы выжить в жёстких условиях других планет, например на Марсе. Уникальные микроорганизмы, такие как 'звёзды' из Нортэма смогут пролить свет на будущие исследования других планет.
