Живые микробы найдены в породе возрастом 2 миллиарда лет

Микробные клетки окрашены в зеленый цвет: На этом снимке видно множество крошечных клеток, внутри которых в изобилии содержится ДНК. Сначала микробные клетки были обнаружены в трещинах образца горной породы с помощью инфракрасного метода визуализации, называемого O-PTIR-спектроскопией. После этого их окрасили зеленым раствором и проанализировали с помощью сканирующего электронного микроскопа, а затем флуоресцентной микроскопии. Сочетание показаний этих трех методов визуализации позволило исследователям подтвердить наличие местных и живых микробных клеток в расщелине породы возрастом 2 миллиарда лет. Credit: Y. Suzuki, S. J. Webb, M. Kouduka et al. 2024/ Microbial Ecology/ CC BY NC ND

В породе возрастом 2 миллиарда лет обнаружены скопления живых микробов. Порода была извлечена из Бушвельдского магматического комплекса в Южной Африке и проанализирована учеными из Токийского университета. В таких древних породах живых микробов никогда не находили.

Исследование этих микробов может помочь нам лучше понять самую раннюю стадию эволюции жизни на Земле, и помочь в поиске внеземной жизни, например, в образцах пород аналогичного возраста, привезенных с Марса.

В породе возрастом 2 миллиарда лет обнаружены скопления живых микробов. Порода была извлечена из Бушвельдского магматического комплекса в Южной Африке и проанализирована учеными из Токийского университета. Работа опубликована в журнале Microbial Ecology.

Всюду жизнь

В глубинах Земли скрывается нечто древнее и живое. Колонии микробов живут в горных породах глубоко под поверхностью, каким-то образом умудряясь выживать на протяжении тысяч и даже миллионов лет. Эти жизнестойкие микроорганизмы, похоже, живут в замедленном темпе, почти не эволюционируя на протяжении геологических периодов, и поэтому дают нам возможность заглянуть в прошлое.

Теперь исследователи обнаружили живые микробы в образце породы, возраст которой датируется 2 миллиардами лет. «Мы не знали, пригодны ли для жизни такие древние породы. До сих пор самым древним геологическим слоем, в котором были обнаружены живые микроорганизмы, было 100-миллионное отложение под дном океана, так что это очень интересное открытие. Изучив ДНК и геномы микробов, мы сможем понять эволюцию очень ранней жизни на Земле», — говорит Йохей Судзуки, ведущий автор работы и доцент Токийского университета.

Игнезиальный комплекс Бушвельд (BIC), Южная Африка: На этой фотографии изображено очень известное обнажение, где наблюдаются почти горизонтальные черно-белые слои. BIC, состоящий из слоев магматических пород в форме бассейна, формировался в течение примерно 1 миллиона лет, после чего, похоже, почти не изменился. Y. Suzuki/ CC BY NC ND

Образец породы был взят из Бушвельдского магматического комплекса (BIC) на северо-востоке Южной Африки, который образовался, когда магма медленно остывала под поверхностью Земли. Площадь BIC составляет около 66 000 кв. км (примерно как площадь Ирландии), толщина варьируется до 9 км, и в нем находятся одни из самых богатых рудных месторождений на Земле, включая около 70% добываемой в мире платины.

Благодаря тому, что он формировался с минимальным деформациям или изменениям, BIC стал стабильной средой обитания для древней микробной жизни, продолжающейся до сих пор.

С помощью Международной программы континентального научного бурения — некоммерческой организации, финансирующей исследования геологических объектов, — команда получила 30-сантиметровый образец керна породы с глубины около 15 метров. Порода была разрезана на тонкие слои и проанализирована. Тогда команда и обнаружила живые микробные клетки, плотно упакованные в трещины в породе. Все щели рядом с этими трещинами были забиты глиной, что делало невозможным выход организмов или проникновение других существ.

Образец бурового керна с открытыми трещинами: Эта фотография была сделана на месте, когда образец бурового керна был промыт, обожжен, а затем расколот. Керн длиной 30 сантиметров и диаметром 85 миллиметров был доставлен в Японию для дальнейшего изучения.

Y. Suzuki/ CC BY NC ND

Жизнь на Марсе

Команда использовала разработанную ранее методику, чтобы убедиться, что микробы были родными для образца породы, а не вызваны загрязнением в процессе бурения или исследования. Окрашивая ДНК микробных клеток и используя инфракрасную спектроскопию для изучения белков в микробах и окружающей их глине, исследователи смогли подтвердить, что микроорганизмы были живыми и не были занесены загрязнениями.

«Меня очень интересует существование подповерхностных микробов не только на Земле, но и возможность их обнаружения на других планетах», — говорит Судзуки.

«Хотя марсианские породы обычно намного старше (от 3 до 4 миллиардов лет), марсоход NASA Perseverance в настоящее время собирает породы схожего возраста с теми, которые мы использовали в этом исследовании. Обнаружение микробной жизни в земных образцах возрастом 2 миллиарда и возможность точно подтвердить их подлинность позволяют мне надеяться, что мы сможем теперь найти жизнь и в образцах с Марса».