Как в горячих источниках Йеллоустона зародилась древняя жизнь: ответ ученых
Работа профессора Билла Инскипа и его коллеги Менсура Длакича основана на многолетних исследованиях термальных источников в Йеллоустонском национальном парке и проливает свет на то, как жизнь на нашей планете преодолела переход к кислородной среде около 2,4 миллиарда лет назад.
Авторы изучили два геотермальных источника — Конч и Осьминожий, расположенные в Нижнем гейзерном бассейне Йеллоустоуна. Эти источники обладают схожими химическими характеристиками, за исключением одного важного различия: Конч содержит больше кислорода и сульфидов. Благодаря этому ученые смогли сравнить микробные сообщества, развивавшиеся в условиях как с низким, так и с высоким содержанием кислорода.
В обоих источниках были обнаружены термофильные микроорганизмы, предпочитающие высокие температуры — около 88 . Однако анализ ДНК показал, что в условиях повышенного содержания кислорода в Осьминожьем источнике наблюдается более разнообразное микробное сообщество, тогда как в Конч микроорганизмы преимущественно адаптированы к гипоксической среде. Это подтверждает гипотезу о том, что некоторые из этих древних организмов сыграли ключевую роль в эволюции жизни в период Великого кислородного события, когда содержание кислорода в атмосфере Земли резко увеличилось.
Ученые изучили гены, отвечающие за дыхание в обоих источниках. В Конч активно работали гены, адаптированные к крайне низкому уровню кислорода, тогда как в Осьминожьем источнике микроорганизмы демонстрировали повышенную активность генов, связанных с аэробным дыханием. Это говорит о том, что в условиях роста содержания кислорода происходила постепенная эволюция микроорганизмов, способных использовать кислород более эффективно.
Эти древние микроорганизмы образуют так называемые «стримеры» — нитевидные структуры, прикрепляющиеся к камням и раскачивающиеся в потоках горячей воды. Несмотря на внешнее сходство, состав микробных сообществ в стримерах Конч и Осьминожьего источников оказался совершенно разным. По словам Инскипа, такая разница наглядно демонстрирует влияние кислорода на развитие жизни и показывает, как эволюция могла проходить миллиарды лет назад.
Работа Инскипа в Йеллоустоуне длится уже более двух десятилетий, и ученый уверен, что она только начинается. По его словам, такие исследования невозможно воссоздать в лабораторных условиях, ведь для этого пришлось бы искусственно воспроизводить сложные химические и температурные параметры горячих источников. Йеллоустоун дает возможность наблюдать за этими процессами в естественной среде, что делает регион бесценной научной лабораторией под открытым небом.
Менсур Длакич добавляет, что, несмотря на простоту термофильных микроорганизмов, их изучение помогает понять принципы выживания всех форм жизни, включая человека. «Чтобы осознать сложные процессы жизни, иногда нужно смотреть в самое начало — туда, откуда мы пришли,» — подытожил он.
