Обитатели земных глубин. О самых странных существах на планете - Карен Ллойд

Но оказалось, что Bathyarchaeota – не просто странная загадка для ученых. Эти организмы в изобилии присутствуют в сточных водах и в очистных реакторах, обрабатывающих отходы человеческой жизнедеятельности и сельского хозяйства. А это значит, что батиархеи способны оказывать непосредственное влияние на нашу жизнь. И мы только начинаем понимать, что они умеют делать.

Теперь у нас появилось много новых технологий для изучения батиархей и других обитателей земных глубин. Мы можем прицепить к клеткам маленькие химические метки, которые помогают понять, кто они такие, что едят, как быстро растут и к чему стремятся. А иногда, если позволяют образцы, под мощным микроскопом можно увидеть, что потребляют отдельные клетки, причем даже в сложных природных смесях. Так по крупинкам мы собираем информацию о наших странных соседях по планете Земля.

Однако не со всеми подземными организмами так трудно работать. Некоторые достаточно хорошо растут в лабораторных условиях. Но это не означает, что они “обыкновенные”. Такие организмы называют экстремофилами – они живут в таких условиях, в которых погибли бы любые “обыкновенные” микробы. Их образ жизни настолько близок к пределам возможностей для жизни в нашем понимании, что нам пришлось изменить свои представления об этих пределах.

Глава 5

Как выжить в вулкане?

Мы живем в окружении удивительно разнообразных существ, от змей и жуков до китов и людей, однако, изучая обитателей земных недр, начинаем понимать, что это лишь тонкий срез всех проявлений жизни на планете. А вдруг и диапазон условий, при которых может существовать жизнь, в реальности шире, чем мы предполагали? На Земле есть такие места, где немедленно погибло бы большинство знакомых нам и любимых нами растений и животных. Однако для обитателей земных недр, которых мы называем экстремофилами, такие места служат домом. Многих экстремофилов удается выращивать в лабораторных условиях, не в последнюю очередь потому, что погружение колб с культурой микробов в кипящую воду убивает большинство других, ненужных клеток. И это позволяет нам понять, как жизнь приспосабливается к экстремальным условиям температуры, кислотности, давления и солености среды.

В этой главе я расскажу о некоторых открытиях, касающихся таких удивительных способностей живых существ. Но, чтобы изучать экстремофилов, иногда самому приходится стать экстремалом, что непросто. Как мы увидим, у микробов было около 3,8 миллиарда лет, чтобы научиться комфортабельно устраиваться в активных вулканических кратерах. А вот у меня на подготовку было меньше двадцати четырех часов.

Спускаемся в активный вулкан

Вулкан Поас, расположенный примерно в пятидесяти километрах от столицы Коста-Рики Сан-Хосе, представляет собой крупный стратовулкан[32], образовавшийся в результате многочисленных извержений на протяжении долгого времени. Вершина у него не заостренная, а массивная и округлая, как чаша, шириной километра полтора и глубиной около трехсот метров. Будто какой-то великан проходил мимо и зачерпнул ложкой вершину, как мороженое. К сожалению, вкус и запах у этого вулкана на самом деле гораздо менее притягательны. Вулканическое тепло разогревает элементарную серу, которая в нормальных условиях находится в твердом состоянии, и превращает ее в мягкий пудинг, и такая чистая, желтая и вязкая сера постоянно сочится из кратера. В центре кратера есть озеро невероятного бирюзового цвета, который объясняется наличием частиц серы и глинистых минералов, перемешивающихся в воде.

Озеро в кратере вулкана Поас настолько красивое, что это место было превращено в национальный парк Коста-Рики, где есть образовательные экспозиции и смотровая площадка с потрясающим видом на вулкан с безопасного расстояния[33]. Однако, несмотря на изумительные виды, позволяющие делать великолепные фотографии, никому не разрешается спускаться в кратер даже тогда, когда вулкан спокоен. Причина в том, что он может взорваться, причем без предупреждения. Кроме того, в отличие от других вулканов, извержение Поаса не сопровождается выбросом потоков лавы. Нет, он гораздо коварнее. Это так называемый фреатический взрыв: у вулкана глубокая магматическая камера, скрытая от глаз, и когда в нее попадает вода, глубоко под кратером давление начинает быстро расти, как в скороварке размером с гору, а чуть только оно достигает опасного предела, верхушка горы взрывается. Если человек окажется в эпицентре взрыва, его подбросит в воздух на сотню метров, как при разрыве мощной бомбы. А при падении на землю накроет градом булыжников, которые тоже были выброшены в воздух при извержении. И такие жестокие взлеты будут повторяться снова и снова, заставляя человеческое тело зависать в воздухе, как шарик в лотерейном барабане. При достаточно мощном извержении вулкана любой человек, оказавшийся в кратере, наверняка погибнет. Если вы следите за началом извержения со смотровой площадки, вам как минимум удастся избежать смертоносного града булыжников.

Однако спускаться в кратер не разрешается не только из-за опасности извержений. Даже в спокойное время, когда подземные воды мирно бурлят в глубине, вас может убить камнями. Дело в том, что вулкан образован не из обычных камней, по которым мы привыкли ходить, как гранит или эродированные камни на дне реки. Скалы Поаса состоят из базальтового стекла, разбитого и хаотично разбросанного при последних извержениях. Если вы споткнетесь и упадете, они разрежут вам руки. Кроме того, эти камни неустойчивые, острые и наклонены под странными углами – настоящая пытка для людей со слабыми лодыжками или недостаточно подготовленной сердечно-сосудистой системой. И все это на фоне постоянной угрозы извержения. Одно дело, когда вы находитесь в здании, построенном в соответствии с сейсмическими нормами, но совсем другое – когда вы на дне гигантской воронки из битого стекла, и даже слабое землетрясение может вызвать смертельно опасный оползень. Единственная хорошая новость: во время такой прогулки вы не заблудитесь. Хотя богатые железом вулканические породы могут служить источником пищи для деревьев, частые извержения заставляют деревья прижиматься к краям кратера, как нервных тетушек, остерегающихся непослушного ребенка. Поэтому любой турист, находящийся в кратере, будет видеть туристическое бюро. И наконец, если вы доберетесь до жемчужины в короне вулкана – до озера цвета самых сладких эльфийских грез, оно тоже способно вас погубить. В нем не вода, а такая же кислота, как в батарейках, и, если вы поскользнетесь и упадете в него, скорее всего, живым вам не выбраться.

Каким существам может нравиться жить в дымящемся и постоянно взрывающемся озере из серной кислоты? Учитывая сложности с получением образцов, у нас не очень много информации, чтобы ответить на этот вопрос. Но то, что нам все же известно, позволяет