Научно-исследовательский центр НАСА Лаборатория реактивного движения (ЛРД), город Пасадина, считает, что загадка жизни Карибского бассейна поможет понять, какой может быть жизнь на других планетах. Например, на Европе, спутнике Юпитера, где под толщей льда есть океан. О работе ученых пишет портал Phys.org.

Креветки Rimicaris hybisaeОпределенного вида бактерии способны выжить в экстремальных условиях гидротермальных источников благодаря хемосинтезу. Хемосинтез позволяет получить органические вещества путем окисления неорганических соединений. В данном случае бактерии используют сероводород, в изобилии присутствующий возле источника.

При высоких концентрациях сероводород токсичен для живых организмов, но для этих бактерий он необходим. Гидротермальные источники стали местом поразительного симбиоза ракообразных и микроорганизмов, креветки живут на границе между обычной, кислородосодержащей водой и водой, богатой сульфидами.

«Главная задача нашего исследования — понять, насколько жизнь, или биомасса, может поддерживаться химической энергией подводных ключей», — говорит Макс Коулман (Max Coleman), старший научный сотрудник Лаборатории реактивного движения.

Эмма Верстиг (Emma Versteegh), ученый из ЛРД, считает, что наличие живых организмов, подобных этим креветкам и бактериям, на Европе зависит от количества энергии, выделяемой там гидротермальными источниками.

Исследования внутренностей креветок показали, что основным источником питания для больших групп креветок служат углеводы, которые производят бактерии.  Но в местах менее плотного заселения самый распространенный вид креветок — Rimicaris hybisae— становятся хищниками, поедают улиток, других ракообразных и, возможно, друг друга.

Впервые подобные гидротермальные источники были обнаружены недалеко от западного побережья Кубы исследовательской группой Криса Германа (Chris German) от Океанографического института в Вудс-Холл в 2009 году. Ученые обнаружили следы химических продуктов в струе воды источника в океане. Тогда это исследование спонсировалось программной НАСА Астробиология и Технология для Исследования Планет (Astrobiology Science and Technology for Exploring Planets, ASTEP). В 2012 исследователи вернулись, чтобы с помощью роботизированного аппарата Джейсон (Jason) собрать различные образцы из гидротермальных источников Фон Дамм (The Von Damm field) на глубине 2 300 метров и Пиккард (Piccard), на глубине  4 900 метров.

Макс Коулман и его коллега Синди Ван Довер (Cindy Van Dover)из Университета Дьюка, обнаружили креветок впервые, когда в составе той же команды вернулись к источникам в 2013 году в рамках проекта RV Falkor Океанологического Института Шмидта (Schmidt Ocean Institute). Ван Довер вернулся туда вновь спустя некоторое время, чтобы собрать больше образцов. В его распоряжении был роботизированный аппарат Геркулес (Hercules).

Дальнейшее финансирование исследовательская группа получила в рамках проекта «Оазис Для Жизни» (Oases for Life) при поддержке НАСА.  Макс Коулман считает такое название наиболее подходящим: «Ты двигаешься вдоль океанского дна и там нет абсолютно ничего, и, вдруг, мы видим эти гидротермальные источники с колоссальной экосистемой. Они буквально кишат жизнью».

Источник: Научная Россия

Впервые учёные обнаружили микроорганизмы, живущие глубоко в океанической коре — в вулканических породах на дне моря. Эта кора в несколько километров толщиной покрывает 60% поверхностипланеты, то есть является самой масштабной средой обитания на Земле.

Работа с образцом (здесь и ниже фото авторов исследования).Тамошние микроорганизмы, по-видимому, в значительной степени зависят от водорода, который образуется, когда вода проходит через богатую железом породу. С помощью водорода они превращают углекислый газ в органические вещества. Этот процесс называется хемосинтезом. В отличие от него, при фотосинтезе для тех же целей используется солнечный свет.

Хемосинтез также способствует жизни в других глубоководных местах — например, в гидротермальных жерлах, но те ограничены континентальными шельфами, а океаническая кора гораздо больше. Если микроорганизмы и впрямь населяют её на всём протяжении, то это первая крупная экосистема на Земле, которая существует благодаря химической энергии, а не солнечному свету, отмечает ведущий автор исследования Марк Левер из Орхусского университета (Дания).

Образец базальта океанической коры (слева) и его микроскопический срез (справа), демонстрирующий изменения концентрации серы, которой питаются микроорганизмы.Океаническая кора образуется в срединно-океанических хребтах, расположенных между тектоническими плитами. Новорождённая порода (в основном базальт) выталкивается из мантии на морское дно и погребается под толстым слоем осадков. Хотя давно известно, что микроорганизмы живут в этом осадке и обнажённом базальте, который ещё не покрыт отложениями, происходящее в более глубоких частях коры оставалось загадкой.

В 2004 году г-н Левер отправился в экспедицию на борту американского исследовательского судна JOIDES Resolution для сбора образцов в одной из наиболее изученных областей океанической коры к западу от штата Вашингтон. «На этом корабле, как правило, ходят геологи, но на сей раз с нами было пять микробиологов», — вспоминает г-н Левер.

Группа, в которую входили учёные из шести стран, пробурила 265 м осадка и 300 м коры, получив образцы базальта, сформированного около 3,5 млн лет назад. В этих пробах учёные обнаружили гены микроорганизмов, которые метаболизируют соединения серы, а также вырабатывают метан.

Чтобы проверить, каким микробам принадлежат гены — живым или давно умершим, специалисты нагрели образцы породы до 65 °C в воде, богатой обнаруженными на дне моря химическими веществами. Со временем появился метан, то есть микроорганизмы продолжали жить и размножаться.

Г-н Левер убеждён, что это не «автостопщики» с поверхности, а подлинные жители коры. По его словам, сделано всё возможное, чтобы избежать загрязнения образцов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В Атлантическом океане на глубине ученые нашли моллюсков, которые живут в симбиозе с бактериями. Эти бактерии научились использовать в качестве энергии для хемосинтеза водород. На этой же водородной энергии живут и моллюски. Человечеству есть, чему у них поучиться.

Черный курильщик (википедия)Группа ученых под руководством доктора Джиллиан Петерсен (Jillian Petersen)из Института морской микробиологии Общества Макса Планка обнаружила уникальных моллюсков группы Bathymodiolus, обитающих на дне Атлантического океана на глубине более трех километров в районе гидротермального источника – черного курильщика Логачева. Бактерии, образующие с этими моллюсками симбиоз, используют в качестве энергии для хемосинтеза водород. До сих пор были известны организмы, использующие для этих целей лишь соединения серы и метан.

Черные курильщики

Черные курильщики – удивительное природное явление, приуроченное к срединно-океаническим хребтам, – районам, где соединяются литосферные плиты. Раскаленная магма не успевает дойти до поверхности, зато вода, которая просачивается вдоль трещин, нагревается до огромных температур. Эта вода вырывается на поверхность в виде черных кипящих струй - черный цвет ей придают растворенные сульфиды, сульфаты и окислы металлов, в основном, меди и железа. Но самое удивительное, что в таких экстремальных условиях обитают живые организмы – причем, не только бактерии, но и огромные черви с ярко-красными щупальцами и белыми трубками - рифтии (Riftia) и моллюски.

«Открытие черных курильщиков в 1977 году полностью перевернуло представления ученых о том, как живые организмы могут получать энергию. Таких источников оказалось два – это метан и соединения, содержащие серу. Нам удалось обнаружить еще один источник – водород», - пишут авторы исследования в статье, опубликованной в последнем номере журнала Nature. Все эти соединения используют в процессе хемосинтеза бактерии, живущие в симбиозе с обитателями черных курильщиков и поставляющие им питательные вещества.

Моллюски на водороде

Когда Джиллиан Петерсон и ее коллеги обнаружили моллюсков Bathymodiolus в районе гидротермального источника Логачева, они при помощи масс-спектрометрического метода выяснили, как в этом месте распределены химические вещества. Оказалось, что водород там активно поглощается. Тогда ученые перенесли моллюсков в лабораторию, чтобы выяснить, имеют ли те отношение к поглощению водорода. Поместив ткани моллюсков вместе с их симбионтами-бактериями в воду, ученые убедились, что эти симбиотические организмы, действительно, поглощают водород.

Источник:  Infox.ru