Древних микробов с морского дна «разбудили» в лаборатории

Микрофотография бактерий из донных отложений возрастом 100 млн лет; бактериальные клетки окрашены зелёным. (Фото: JAMSTEC)

Бактерии возрастом около 100 млн лет каким-то образом остались в живых до наших дней.

Известно, что бактерии и археи способны жить в самых фантастических местах. Из них особенно выделяются те, которых со дна морского достали сотрудники японского Агентства научных и технологических исследования земли и моря и Род-Айлендского университета.

Всё началось с того, что в 2010 году со дна Тихого океана, с глубины около 6000 метров, достали образцы донных отложений. Причём эти отложения брали в зоне так называемого Южно-Тихоокеанского круговорота – довольно большой территории, чьи границы проходят по экватору, Антарктическому циркумполярному течению и побережьям Южной Америки и Австралии.

Из-за особенностей ветров и течений Южно-Тихоокеанский круговорот довольно беден питательными веществами, и на дно оседает чрезвычайно мало органики. Тем не менее, исследователям было интересно узнать, способен ли кто-то выживать в такой океанической пустыне. Тут нужно уточнить, что материал для анализа брали даже не с поверхности дна, а ещё со ста метров под ним, то есть в буквальном смысле из океанического подполья.

Оказалось, что в «поддонных» отложениях есть кислород, хотя и в очень небольшом количестве – то есть какие-то микроорганизмы тут вполне могли бы жить, расщепляя скудную органику не менее скудным кислородом. Чтобы проверить, есть ли в них кто живой, к образцам глины добавили питательные вещества, которые микробы могли бы использовать в своём метаболизме. В этих веществах атомы азота и углерода были в форме более тяжёлых изотопов, и по их перемещениям из молекул в молекулы можно было бы понять, имеет ли место в образцах донной глины микробная жизнь.

На 68 день эксперимента число бактериальных клеток в образцах достигло примерно 1 млн на кубический сантиметр. Расчёты показали, что количество бактерий выросло на четыре порядка, то есть сначала их было около 100 в том же кубическом сантиметре. Но самое главное тут в том, что та глубина донных отложений, на которой жили микробы, соответствовала временному диапазону от 13 до 102 млн лет. То есть микробы, осевшие на дно 100 млн лет назад и погребённые под новыми слоями осадка, оставались вполне живыми и способными размножаться. Конечно, на дне их жизнь протекала в очень и очень медленном темпе – они пребывали в спящем состоянии. Но разбудить их не составило труда.

Правда, исследователи не знают, в каком именно виде стомиллионолетние микробы существовали на дне. В статье из Nature Communications говорится, что эти бактерии с океанского «поддонья» – не какие-то чудовища, обожающие экологический «экстрим», а обычные бактерии солёных вод, притом большинство их не образуют споры. А ведь именно в форме спор, то есть с почти остановившимся метаболизмом и под толстой оболочкой, бактерии способны пережидать неблагоприятные условия среды – во всяком случае, те, которые умеют образовывать споры. Но если бактерии не формировали спор, значит, они оставались активны и размножались, хотя и чрезвычайно медленно. Тогда те, кого нашли сейчас – это потомки тех, кто когда-то осел на дно (потомки не очень далёкие, так как, повторим, бактерии в таких условиях могли делиться очень медленно).

С другой стороны, как пишет портал Science, в том месте, где их нашли, питательных веществ настолько мало, что их ни на какое деление не хватило бы. Остаётся предположить, что даже у обычных бактерий есть какие-то трюки, которые позволяют им выживать в самых трудных условиях и о которых мы ещё не знаем; к числу таких трюков можно отнести умение переключаться на какой-нибудь неслыханных пищевой субстрат. Впрочем, в таких предположениях очень легко впасть в совершенно безответственную фантастику, так что лучше подождать результатов новых экспериментов – нет сомнений, что этих доисторических бактерий будут тщательно изучать.

DOI: 10.1038/s41467-020-17330-1

Вас также может заинтересовать: Экзотическое существо из Антарктиды пережило более 30 ледниковых периодов