Загадочная глубинная биосфера
Исследовательская группа во главе с ведущим автором Хеленой Остерхольц из Института исследований Балтийского моря имени Лейбница (IOW) сообщает в последнем выпуске журнала Nature Communications о возможных путях, с помощью которых микробные сообщества в бедной питательными веществами «глубинной биосфере» могут обеспечить выживание. Среди прочего, растворенное органическое вещество (РОВ) было исследовано в различных глубинных подземных водах. Их результаты показывают, что в самых верхних слоях коренных пород преобразовывается большая часть лабильного вещества. Ниже преобладают процессы смешения. Оставшийся невосприимчивый МОМ приводит к выбору основного микробиома, который может питаться этой трудноперевариваемой пищей.
Глубоко под окружающей нас поверхностной биосферой, где цикл жизни управляется в основном фотосинтезом, существует «глубокая биосфера», простирающаяся на несколько километров вглубь литосферы. Он содержит около четверти всей мировой микробной биомассы и, таким образом, вносит важный вклад в углеродный баланс Земли. Через глубокие подземные воды эта биосфера контактирует с широким спектром растворенного органического вещества (РОВ). Это РОВ теоретически представляет собой основной источник пищи для микроорганизмов. Однако мало известно о той роли, которую состав и связанная с ним биодоступность этих веществ играют в питании глубинной континентальной биосферы, для которой характерны, как правило, обеднение питательными веществами и энергией, т. е. довольно враждебные условия.
Не в последнюю очередь это связано с тем, что доступ в этот мир чрезвычайно затруднен. Однако лаборатория Aspo Hard Rock на шведском побережье Балтийского моря предлагает отличные условия для исследований. Система туннелей протяженностью 3,6 км, частично проходящая под Балтийским морем, обеспечивает доступ к подземным водам в недрах Скандинавского щита. Немецко-шведская группа с исследователями из Университета Линнея, Кальмара, Шведского университета сельскохозяйственных наук, Уппсала, Лаборатории твердых пород Эспё, Оскарсхамн, Terralogica AB, Университета Карла фон Осецкого, Ольденбург, и IOW взяли пробы воды с разных глубин этого туннель.
В зависимости от положения в системе туннелей они брали пробы подземных вод, на которые либо повлияли осадки, либо солоноватая вода современного Балтийского моря, либо которые контактировали с соленой водой из предшествующего моря. Их гипотеза: микробные сообщества в глубоких разломах континента питаются с поверхности Земли — РОВ. Чтобы проверить это, команда сравнила концентрацию и молекулярный состав РОВ, а также уровни стабильного и радиогенного углерода и изотопов воды, химический состав воды и структуру микробного сообщества в пробах воды из трещин разной глубины, возраста и происхождения.
«Применяя различные методы исследования, мы смогли показать, что РОВ содержит сильную терригенную подпись во всех образцах — от недавнего влияния Балтийского моря до древних соленых разломных вод Фенноскандинавского щита, которые хранились в коренных породах более 100 000 лет. лет», — объясняет морской химик из Варнемюнде Хелена Остерхольц. «Но также поразительно, что всегда можно найти основной микробиом, хотя химический состав подземных вод был совершенно другим».
Авторы связывают это с тем, что на пути от поверхностных к подземным водам легкоразлагаемые соединения углерода в РОВ разлагаются, оставляя тугоплавкое органическое вещество. Этот доминирующий запас относительно трудно перевариваемого органического вещества, в свою очередь, вызвал избирательное формирование основного микробиома.
Хелена Остерхольц говорит: «Что касается важности МОВ в снабжении водных систем питательными веществами, мы только касаемся поверхности. В глубокой биосфере под Швецией мы смогли показать, что мультиметодный подход дает новое понимание. Лучше всего это делается в таких захватывающих совместных проектах, когда микробиологи, геологи и химики объединились, чтобы объединить свои знания».
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
