519
У товщі газоносного сланцю Ентрим на півночі США виявили несподівано багате підземне життя. Як повідомляє ScienceAlert, на глибині від 247 до 556 метрів під поверхнею землі вчені знайшли цілу екосистему складних організмів – грибів, червів і навіть тихоходок.
Сланець Ентрим – це давнє, багате на органіку відкладення мулу віком близько 350 мільйонів років, яке нині є одним із найбільших газових родовищ США. Дослідники скористалися водою, яку енергетичні компанії відкачують із глибоких свердловин, щоб видобувати метан, і проаналізували її вміст.
Як шукали життя в глибинних породах
Еколог Квінн Мун (Quinn Moon) з Університету Мічигану разом із мікологами та геонауковцями фільтрували великі об’єми цієї води, виділяли з фільтрів ДНК і намагалися виростити організми в лабораторії на поживних середовищах. Раніше в подібних середовищах уже знаходили бактерії та археї, тож команда вирішила з’ясувати, хто ще може там жити.
У результаті зразки води з глибини виявилися буквально «киплячими» життям. За фрагментами генетичного матеріалу вчені ідентифікували 689 ймовірних видів грибів і змогли виростити в лабораторії 205 штамів для точнішого вивчення. Тринадцять із них, за оцінкою дослідників, можуть бути зовсім новими для науки видами.
Одним із домінуючих класів виявилися Agaricomycetes – група грибів, до якої належать добре відомі шапинкові гриби. Чи здатні вони утворювати грибні «парасольки» на такій глибині, поки що невідомо. Інший численний клас – Dothideomycetes, також відомий своєю здатністю розкладати складні органічні сполуки.
Гриби, що «їдять» найстійкіший вуглець
На поверхні обидві ці групи грибів відомі тим, що розщеплюють лігнін і целюлозу – компоненти деревини, які важко перетравлюють інші організми. За словами Муна, саме це може пояснювати їхній успіх у сланцях: «дереворуйнівні» гриби мають потужний набір ферментів, здатних розкладати лігнін, целюлозу або подібні до них сполуки в гірських породах.
Зараз тривають дослідження, які перевіряють, наскільки ці гриби можуть розкладати вугілля, сланці, нафту, пластик та інші стійкі матеріали. Це допоможе краще зрозуміти, як функціонують підземні екосистеми та що відбувається з вуглецем, захованим у земній корі.
За підрахунками команди, гриби становили близько однієї шостої біомаси у відібраних зразках води. Їхня відносна чисельність була співставною з показниками у відкритому океані та антарктичних ґрунтах – приблизно 250 клітин грибів у кожній краплі води.
Черви, тихоходи та паразити в глибинних водах
Окрім грибів, у ДНК-зразках виявили сліди ротаторій (мікроскопічних «коловерток», відомих за ставковою водою), сегментованих червів, круглих червів і тихоходок. Також знайшли генетичні ознаки внутрішньоклітинних паразитів: Ichthyosporea, що уражають тварин, і Rozellomycota, які паразитують на інших грибах.
Точний рівень кисню в цих глибинах залишається невідомим. Під час підйому води на поверхню до неї може потрапляти розчинений кисень, якого насправді немає в глибинному середовищі. Попередні дослідження показали, що в сланці Ентрим живе багато видів архей, які виробляють метан, а це свідчить про дуже низький вміст кисню.
Деякі роботи також припускають, що окремі мікроорганізми здатні виробляти значні кількості кисню без участі світла, тож підземні екосистеми можуть підтримуватися власними біохімічними циклами.
Ізольовані тисячоліттями та вразливі до втручання
Аналіз ізотопів кисню та водню у воді, а також зміни солоності між різними ділянками свідчать, що ця підземна спільнота існує в відносно стабільних геохімічних умовах ще з пізнього плейстоцену. За оцінкою Муна, значна частина води, піднятої в межах дослідження, не бачила денного світла близько 11 000 років.
Ймовірно, предки сучасних мікроорганізмів потрапили в глибокі пори та тріщини сланцю, коли танули льодовикові щити пізнього плейстоцену, а талі води просочувалися вглиб. Відтоді ці спільноти були ізольовані й еволюціонували під дією зовсім інших чинників, ніж їхні «родичі» на поверхні.
Людська діяльність уже порушує ці приховані екосистеми. У сланцевих родовищах пробурені тисячі свердловин, частину з яких обробляють біоцидами. Мун наголошує, що це може знищувати невідомі види ще до того, як ми встигаємо їх описати, і ставить під загрозу потенційні «гарячі точки» біорізноманіття.
Що це означає для вуглецевого циклу
Дослідники підкреслюють, що гриби, яких часто ігнорують у моделях, потрібно враховувати в розрахунках вуглецевого циклу та його зв’язку з глибинними породами. Близько 90 відсотків органічного вуглецю Землі зосереджено в глибоких надрах, тож підземні екосистеми є важливою частиною глобального балансу.
Якщо гриби, бактерії та інші організми активно споживають цей вуглець у глибоких породах, він може бути не таким «надійно захованим», як вважалося. У разі, коли багато організмів здатні його розкладати, утворені гази можуть відносно швидко потрапляти в атмосферу.
Робота опублікована в журналі The ISME Journal і додає ще одну ланку до розуміння того, наскільки живою та динамічною може бути надра Землі навіть на глибинах, які довго вважалися непридатними для життя.
Гриби та тихоходи виявилися мешканцями глибоких газових сланців з’явилася спочатку на Цікавості.
