На глубине 2,8 метра обитает сообщество бактерий Candidatus Desulforudis audaxviator. Отметим, что эти организмы живут в заполненных жидкостью разломах на золотоносной шахте Мпоненг в Южной Африке. Температура в месте обитания равняется 60° по Цельсию, оно полностью изолировано от остального мира и лишено света и кислорода. Дилан Чивиан из национальной лаборатории Лоуренса Беркли, штат Калифорния, изучил гены, обнаруженные в пробах жидкости для выявления организмов, живущих в ней, ожидая найти там сочетание различных видов. Вместо этого он установил, что 99,9% ДНК принадлежат одной единственной бактерии совершенно нового вида. Остальные ДНК – это была погрешность, результат “заражения” исходного материала в самой шахте и в лаборатории.
По словам директора Института астробиологии NASA Карла Пилчера: “Тот факт, что колония бактерий содержит только один вид, ставит с ног на голову один из основных принципов экологии микроорганизмов”. Пилчер не принимал участия в анализе ДНК вместе с Чивианом, но именно исследователи под его руководством два года назад сделали первоначальное открытие микробов, живущих в данном конкретном разломе. Эволюционный биолог Э.О.Уилсон считает открытие настолько важным, что сразу же стал упоминать о нем в своих лекциях по вопросам биологического разнообразия.
Сообщество одного отдельно взятого вида – это вещь почти неслыханная в мире микробов. Означает это то, что единственный вид экосистемы должен извлекать все, что ему требуется, из практически мертвой окружающей среды. “Во всех других известных на настоящий момент экосистемах Земли, которые не пользуются солнечным светом непосредственно, организмы все же используют некоторые продукты фотосинтеза”, – говорит Пилчер. К примеру, глубоководные сообщества находятся слишком далеко внизу, чтобы непосредственно использовать солнечный свет, однако они пользуются кислородом, растворенным в морской воде, а кислород получается путем фотосинтеза планктона на поверхности воды.
Анализы, проведенные Чивианом, показали, что D. audaxviator получает энергию от радиоактивного распада урана в окружающих породах. Эта бактерия имеет гены, которые позволяют ей извлекать углерод из растворенного углекислого газа, и набор других генов, чтобы корректировать азот, который поступает из окружающих пород. Элементы углерод и азот являются важными строительными блоками для формирования жизни, какой мы ее знаем. Именно они являются строительными материалами для белков и аминокислот. D. audaxviator имеет гены для производства всех аминокислот, в которых эта бактерия нуждается.
Помимо этого, D. audaxviator также может эффективно оберегать себя от вредного воздействия окружающей среды за счет формирования эндоспор – жестких оболочек, которые защищают ДНК и РНК от высыхания, токсичных химических веществ и от голода. Она также имеет жгутики, помогающие ей ориентироваться в пространстве. “Главный вопрос, возникающий при рассмотрении возможности других планет поддерживать жизнь, таков: могут ли организмы существовать изолированно, не имея доступа даже к солнечному свету? – говорит Чивиан. – Ответ положительный, и вот вам доказательство. Даже с философской точки зрения интересно знать, что все необходимое для жизни может быть упаковано в один-единственный ген”.
Крис Маккей из Научно-исследовательского центра Эймса NASA говорит о том, что D. audaxviator – это удивительное открытие, она представляет собой вид или организм, который мог бы выжить под поверхностью Марса или шестой крупнейшей луны Сатурна – Энцелада.
Некоторые из генов бактерии, по-видимому, унаследованы от смежных видов. Другие были найдены в archaea – группе организмов, эволюционно отличных от бактерий. Чивиан полагает, что D. audaxviator, возможно, развивались, продвигаясь вниз по разломам в скале, и приобрели гены посредством горизонтальной передачи генов от популяций, с которыми они пересекались на своем пути к глубинам земли.
“Найденные бактерии не переносят кислород”, – объясняет ученый. Это позволяет предположить, что они не подвергались воздействию чистого кислорода на протяжении очень длительного периода времени. Вода, в которой обитают D. Audaxviator, не видела дневного света более 3 миллионов лет; уже один этот факт может служить свидетельством того, насколько древним является данный вид бактерий.