В 2008 году в золотодобывающей шахте Мпоненг в Южной Африке, на глубине почти трёх километров, учёные наткнулись на нечто, что переворачивает представления о границах жизни. В пробе воды, извлечённой из трещины в породе, скрывался организм, который не просто выживал в кромешной тьме и жаре — он существовал в полном одиночестве, без единого соседа. И это была не случайная находка, а целая экосистема, сжатая до размеров одной бактерии.

Один в поле воин

Речь идёт о бактерии, получившей имя Candidatus Desulforudis audaxviator. Её дом — вода с температурой 60°C, лишённая света, кислорода и каких-либо признаков органической пищи. Когда Дилан Чивиан из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в Калифорнии проанализировал ДНК из пробы, результат ошеломил: 99,9% генетического материала принадлежало одному-единственному виду. Оставшаяся десятая доля процента — следы загрязнения, попавшие в образец при бурении или в лаборатории. Фактически, в этом подземном пузыре не было никого, кроме D. audaxviator.

Карл Пилчер, директор Института астробиологии NASA, под чьим руководством двумя годами ранее впервые обнаружили микробов в этом разломе, назвал ситуацию почти неслыханной. В микробиологии принято считать, что даже в самых экстремальных условиях формируются сообщества из нескольких видов, которые зависят друг от друга. Здесь же один вид оказался вынужден извлекать всё необходимое из практически мёртвой среды.

Энергия из камня и радиоактивности

Как такое возможно? Геном D. audaxviator даёт подробный ответ. Бактерия обладает генами, позволяющими ей получать энергию за счёт радиоактивного распада урана в окружающих породах. Углерод она добывает из растворённого углекислого газа, а азот — из минералов вокруг. Оба элемента критичны для построения белков и аминокислот, и бактерия способна синтезировать все необходимые ей аминокислоты самостоятельно.

Это радикально отличается от других экосистем, не использующих солнечный свет напрямую. Глубоководные сообщества, например, зависят от кислорода, растворённого в воде, а тот образуется благодаря фотосинтезу планктона на поверхности. D. audaxviator же не нуждается ни в каких продуктах фотосинтеза — она полностью автономна.

Бактерия вооружена и средствами защиты: она формирует эндоспоры — прочные оболочки, которые оберегают ДНК и РНК от высыхания, токсинов и голода. А жгутики помогают ей перемещаться в водной среде.

Ключ к другим планетам

Открытие сразу привлекло внимание астробиологов. Крис Маккей из Исследовательского центра Эймса NASA заметил, что D. audaxviator — именно тот тип организма, который мог бы выжить под поверхностью Марса или на Энцеладе, спутнике Сатурна. Чивиан подчеркнул: главный вопрос о возможности жизни на других планетах — могут ли организмы существовать в полной изоляции, без доступа к солнечному свету. Ответ, найденный в южноафриканской шахте, — однозначное «да». Всё необходимое для жизни может быть упаковано в один-единственный геном.

Следы древней эволюции

Геном D. audaxviator хранит и эволюционные загадки. Часть генов, по-видимому, унаследована от родственных видов, а некоторые обнаружены у архей — организмов, эволюционно далёких от бактерий. Чивиан предположил, что предки этой бактерии постепенно мигрировали вглубь земной коры по трещинам и на своём пути приобретали гены от других популяций через горизонтальный перенос. То, что бактерия не переносит кислород, указывает на её изоляцию от поверхностной среды в течение колоссального времени. Вода, в которой она обитает, не видела дневного света более трёх миллионов лет — это даёт представление о возрасте вида.

Имя из Жюля Верна

Название бактерии — не случайный набор латинских слов. Журнал New Scientist пояснил, что оно отсылает к роману Жюля Верна «Путешествие к центру Земли». В книге профессор Линденброк отправляется в экспедицию, получив зашифрованное послание: «Descende, Audax viator, et terrestre centrum attinges» — «Спускайся, смелый путешественник, и ты достигнешь центра Земли». Audax viator — «смелый путешественник» — стало видовым эпитетом для бактерии, которая совершила собственное долгое путешествие в глубины.

История Desulforudis audaxviator — не просто курьёз из мира микробов. Она заставляет пересмотреть то, что мы считаем необходимым для жизни. Если на Земле, в раскалённых трещинах скал, миллионы лет существует самодостаточный организм, то почему бы подобным формам не скрываться в недрах других миров? Возможно, самые одинокие существа во Вселенной и есть самые распространённые.