Микроорганизмы способны выживать практически в любых условиях на Земле, включая самые экстремальные. Теперь ученые документально подтвердили их способность колонизировать даже безжизненную среду, возникающую после вулканических извержений.
В недавней статье в журнале Communications Biology команда экологов и планетологов сообщила о способности микробов заселять ландшафт практически мгновенно после извержения вулкана. Речь идет о микроорганизмах, способных обосноваться в свежеостывшей лаве. Важно, что исследование впервые зафиксировало процесс перемещения микробов в совершенно новую среду обитания, которая еще формируется – лава, вытекающая из недр Земли, фактически уничтожает все, что находилось на этом месте ранее.
Такая уникальная динамика имеет большое значение для изучения эволюции биологических сообществ не только на Земле, но и за ее пределами, отметили исследователи.
Предыдущие исследования устойчивости микробов в основном фокусировались на микроорганизмах, которые уже занимали определенную среду обитания или успешно проникли в нее. В то же время первичная сукцессия, или "переход от необитаемой к обитаемой среде, редко документировалась в природе", говорится в статье.
Исследователи задались вопросом, может ли вулканическая активность создать такие условия на Земле, и отправились в Исландию для наблюдения за вулканом Фаградалсфьядль. Натан Хедланд, ведущий автор исследования и докторант Университета Аризоны, заявил:
Лава, выходящая из земли, имеет температуру свыше 1000 градусов Цельсия, так что она полностью стерильна. Это чистый лист, который фактически предоставляет естественную лабораторию для понимания того, как микробы колонизируют его.
В период с 2021 по 2023 год вулкан извергался трижды, выбрасывая интенсивные потоки газа, пыли и лавы, которые поглотили обширные участки близлежащей тундры. Само собой, лавовые породы содержат мало воды или органических питательных веществ, а это значит, что даже если микробы каким-то образом пережили жар лавы, им не на чем было бы существовать. Но исследования показали, что это не имело значения.
Для анализа исследователи собирали лавовые потоки сразу после того, как они достаточно остывали, а также дождевую воду, аэрозоли и камни из окрестностей. Затем они извлекали ДНК из этих образцов, чтобы оценить, присутствуют ли микробы и где именно. Наконец, они отслеживали рост новой популяции микробов.
Множественные метрики показали, что лавовые потоки, проанализированные в этом исследовании, быстро приняли микроорганизмы в течение часов и дней после затвердевания.
Тот факт, что мы смогли сделать это три раза – после каждого извержения в одной и той же области – вот что отличает наш проект.
Исследователи смогли подтвердить первую волну микробов, которые выживают в начальных условиях в течение часов и дней после вулканического извержения. Эти микробы, скорее всего, прибыли с дождевой водой.
По мере того как условия со временем становятся менее экстремальными, больше микробов "переезжают" в новое сообщество с дождем и из прилегающих областей. Микробное сообщество испытывало некоторые спады зимой, но в целом сохраняло стабильность на протяжении трех различных извержений.
Для исследователей очевидное следствие нового исследования – вопрос о том, могут ли подобные биологические процессы происходить на Марсе. Хотя вулканы на соседней планете, похоже, успокоились, ученые теперь знают, что крошечные организмы вполне способны обустроиться в свежезастывшей лаве.
Кроме того, вулканическая активность вносит тепло в систему планеты и высвобождает летучие газы, так что идея в том, что прошлые извержения вулканов могли создавать временные периоды обитаемости.
Впрочем, все эти рассуждения о Марсе – большое допущение. Но это определенно впечатляющая демонстрация того, что жизнь в самых малых масштабах выживает самыми грандиозными способами.
