Ученые нашли цианобактерии в образцах породы из 613-метровой скважины. На такой глубине нет солнечного света, необходимого, как считалось ранее, цианобактериям для фотосинтеза. Исследователи предположили, что эти цианобактерии используют хемолитоавтотрофный тип питания. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Цианобактерии, которых раньше относили к растениям под названием сине-зеленые водоросли, встречаются во всех местообитаниях на планете — в пресной и соленой воде, в почве, в составе лишайников, а также могут образовывать бактериальные маты. Они наиболее близки к древнейшим микроорганизмам, останки которых были обнаружены на Земле, цианобактерии первыми изобрели кислородный фотосинтез, и считается что цианобактериям обязательно нужен солнечный свет для фотосинтеза. 

Фернандо Пуэнте-Санчес (Fernando Puente-Sánchez) из Астробиологического Центра в Мадриде и его коллеги из Испании, Германии и США собрали образцы породы из 613-метровой континентальной скважине в Иберийском пиритовом поясе, крупнейшем месторождении сульфидов, в Испании. Геохимические условия в этой скважине напоминают условия под поверхностью Марса, а также, возможно, и Европы, спутника Юпитера.

Используя микроскопию, амплификацию 16s РНК и иммуноферментный анализ исследователи проанализировали состав и численность жизнеспособных микроорганизмов в образцах пород. В образцах преобладали цианобактерии, в основном представители родов Calothrix, Chroococcidiopsis и Microcoleus, встречающиеся под камнями и в камнях. При этом в найденных цианобактериях не было активных пигментов фотосинтеза.

Флуоресцентные микрофотографии, показывающие наличие кластеров цианобактериальных клеток, прикрепленных к поверхностям горных пород в образцах с глубины 607 метров.

Содержание водорода отрицательно коррелировало с обилием цианобактерий, а в метагеномных данных присутствовали свидетельства метаболических путей использования водорода, в том числе два вида гидрогеназ — ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях. Исходя из этого авторы предположили, что цианобактерии используют водород в качестве донора электронов и, потенциально, железо, марганец, оксид азота или другие продукты органического вещества в качестве акцепторов электронов. Подземные цианобактерии получают энергию из окислительно-восстановительных реакций, то есть являются хемоавтотрофами. Ранее в другом исследовании цианобактерии были найдены под поверхностью земли, но в водоносном слое. Авторы предположили, что бактерии попали туда вместе с водой с поверхности и смогли выжить. По мнению авторов новой статьи, здесь мы имеем дело именно с бактериями, живущими в толще породы, эти цианобактерии могут служить важными первичными продуцентами глубоко под землей. Возможно, так жили предки цианобактерий, еще не способные к фотосинтезу. Полученные данные свидетельствуют о необходимости переоценки возможных условий жизни цианобактерий. Как на Земле, так и на других планетах существуют сходные условия, в которых теоретически цианобактерии могли выжить.

Автор: Александра Кочеткова