Ученые Арктического плавучего университета изучают "жизнь в камне"

Российские ученые в ходе рейса Арктического плавучего университета на научно-исследовательском судне "Профессор Молчанов" обнаружили на мысе Желания острова Северного архипелага Новая Земля самые северные в российской Арктике эндолитные системы (эндо — с греческого — "внутри", литос — "камень"). Специалисты рассматривают их как первые почвоподобные тела, которые могли существовать, когда организмы впервые вышли на сушу и стали взаимодействовать с минералами. Ранее здесь была сделана единичная находка, теперь стало понятно, что "жизнь в камне" здесь — не редкость. До сих пор такие системы в Арктике были описаны лишь на Канадском Арктическом архипелаге. В других климатически экстремальных регионах планеты они исследовались в Антарктике и в жарких пустынях. "И никто их не рассматривает как такие первые зачаточные почвоподобные тела, которые и сейчас существуют на нашей планете в регионах с экстремальными условиями и, возможно, являются хорошими моделями того, что было в прошлом", — рассказал ТАСС старший научный сотрудник отдела географии и эволюции почв института географии РАН Никита Мергелов. Свет в каменном окошке "Жизнь внутри камня" развивается там, где условия окружающей среды экстремальные. Главное, что для этого нужно, — пространство, куда организмы могли бы попасть, и возможность для фотосинтеза. "Для этого плотные породы должны быть пористыми. Это должны быть конгломераты, песчаники, в основном осадочные породы либо граниты. Это первое условие. И второе: в них должны быть минералы, которые пропускают свет — кварц и полевые шпаты прежде всего. Свет проникает через полупрозрачные зерна минералов, причем достаточно сотой доли падающего на поверхность света, чтобы фотосинтез внутри породы на глубине нескольких миллиметров и даже сантиметров был эффективным", — рассказывает ученый. Мергелов показывает светлый камень с ярко-зелеными вкраплениями. Эндолитная система выглядит как зеленая прослойка внутри породы. Камень был отколот от совершенно необитаемой на вид скалы на мысе Желания Новой Земли. Снаружи она была серой, с редкими оранжевыми пятнами лишайников. "И все проходили мимо этих скал, они кажутся безжизненными. Сложно даже представить, что внутри вся порода биогенна намного больше, чем кажется с поверхности. Многие рыхлые почвы, с точки зрения первичных продуцентов (организмов, способных производить органические вещества из неорганических — прим. ТАСС), более бедные, чем эти скалы. Как будто бы ничего нет, а на самом деле, если вы снимете верхнюю часть породы, то на сколе все зеленое". Яркая зелень в породе — это цианобактерии и зеленые водоросли, которые живут именно внутри камня. Снаружи их не видно. Кто в камне живет Цианобактерии появились на Земле около 3,5 млрд лет назад. Они обитали в воде, а на сушу вышли около 2,4 млрд лет назад. "Свидетельства о системах, которые существовали около 3,5 млрд лет назад — они сохраняются в так называемых строматолитах. Это когда цианобактерии сами себя захоранивают и превращаются в окаменелости. Получаются слоистые структуры. И сейчас подобные формируются в прибрежных территориях, на мелководьях", — говорит Мергелов. Сведений том, что цианобактерии вышли на сушу и стали взаимодействовать с породами вроде кварца и полевого шпата, — такой информации в геологической, палеонтологической истории не записано. То есть там, где нет воды, признаки микроскопической жизни исчезают бесследно, уверен ученый. "Но на основании тех процессов, которые происходят сейчас в регионах с экстремальными условиями, можно предположить, как это было давным-давно. Взаимодействия между цианобактериями и другими впоследствии появляющимися группами организмов внутри породы могут быть использованы как модели тех первых взаимодействий, как реконструкция. Они взаимодействуют с породой, происходит биохимическое, в совокупности с физическим, выветривание, отслаивание корок от камня. Эти корки со следами деятельности цианобактерий попадают на кумулятивные позиции в ландшафте, жизнь переходит туда и т.д", — разъясняет он. В Антарктиде и на Марсе Такой вариант существования жизни предполагал еще немецкий естествоиспытатель Кристиан Эренберг в XIX веке, но к изучению этих систем приступили только в 1970-е годы. Про зелень в камне, на первый взгляд, можно предположить, что это какой-то минерал. Так и подумал сначала американский ученый, в будущем основоположник астробиологии Имре Фридман, впервые увидев такие прослойки в образце из пустыни Негев. "Положил его под микроскоп и увидел, что там клетки цианобактерий, тогда их называли сине-зелеными водорослями", — рассказывает Мергелов. Имре Фридман затем исследовал такие структуры в пробах из Антарктиды, о чем написал статью, которая поначалу прошла незамеченной. Дальнейшие исследования подхлестнуло то, что выводы Фридмана отозвались в гипотезах космических программ NASA по изучению Марса. "Он (Фридман — прим. ТАСС) с женой сидит смотрит телевизор, и вдруг по новостям его имя звучит в связи с тем, что начался активный поиск внеземных форм жизни на Марсе: кому-то пришло в голову, что на Марсе в таких специфических укрытиях как раз может быть жизнь", — говорит ученый. Зародыши почвы Обычно эндолитные системы изучают с точки зрения микробиологии, разнообразия микроорганизмов, а также адаптации организмов к неблагоприятным условиям среды, и в меньшей степени — с точки зрения того, как живое взаимодействует с окружающими минералами. Организмы могут расплавлять камень, который их окружает, могут перекачивать некоторые элементы. Внутри камня могут возникать даже микрогоризонты, подобно тем, которые существуют в настоящих почвах. Подзолистые почвы формируются благодаря высшим растениям, а в данном случае порода населяется цианобактериями. Они вступают в симбиотические отношения с грибом, формируются протолишайники. "У них нет тела, в качестве тела они используют сам материал породы. Если здесь есть железо, то оно может переходить в подвижную форму и мигрировать либо вверх, либо вниз — в соответствии с градиентами влажности, термоградиентами. Закладываются такие микропрофили, которые являются самыми ближайшими аналогами макропрофилей классических подзолов", — объясняет специалист. В Арктике к исследованию эндолитных систем только приступили. В российской ее части их впервые в 2015 году обнаружил заведующий отделом географии и эволюции почв института географии РАН Сергей Горячкин. Он рассказывает, что практически случайно на мысе Желания "тюкнул молоточком". "Жизнь есть практически везде, и почвы есть практически везде. Там, где появляется жизнь, появляется взаимодействие между организмом и минералом — это уже фактически начало почвы", — сказал ТАСС Горячкин. "Главное, что мы обнаружили, — что это не единичное явление, что это не на какой-то единичной трещинке, что, может быть, они действительно имеют сплошное распространение в осадочных породах, в данном случае — в конгломератах", — пояснил Мергелов. Исследования продолжаются. Теперь ученым предстоит выяснить видовой состав тех, кто живет внутри камней на Новой Земле. Ирина Скалина