Глубоко под Великими озерами, в древних породах, скрывается целый мир, о котором до недавнего времени никто не подозревал. Исследователи из Мичиганского университета заглянули в воду, запертую в сланцах на глубине до полукилометра, и нашли там не стерильную пустоту, а бурлящую жизнью экосистему: сотни видов грибов, микроскопических червей и тихоходок. Некоторые из этих организмов буквально поедают камень.

Открытие, опубликованное в The ISME Journal, переворачивает представления о том, насколько глубоко под землей может существовать сложная жизнь. И заставляет пересмотреть модели глобального цикла углерода.

Вода, которая не видела свет 11 000 лет

Команда под руководством эколога Куинна Муна (Quinn Moon) работала с водой, откачанной из газовых скважин, пробуренных на глубину от 650 до 1650 футов (примерно 200–500 метров) в формацию Антрим-Шейл — сланцевую толщу, протянувшуюся под всем регионом Великих озер. Изотопный анализ показал: эта вода, скорее всего, осталась с ледникового периода. Ей больше 11 000 лет, и все это время она была изолирована от поверхности.

Когда ледяные щиты таяли, талая вода просачивалась сквозь пористые слои породы, унося с собой бактерии и грибы. Считалось, что эти микроорганизмы либо погибли, либо впали в спячку. Но измерения уровней углекислого газа и метана в пробах говорят об обратном: организмы не просто выжили — они активно питаются самим сланцем.

«Долгое время не было доказательств, что эукариоты могут быть многочисленными в глубоких недрах», — пояснил Мун. Его работа эти доказательства предоставила.

689 видов грибов и капля, как из океана

Ученые выделили и вырастили в лаборатории более 200 видов грибов из глубинных образцов. Полная коллекция, каталогизированная командой, насчитывает 689 уникальных видов, и 13 из них — новые для науки. Теперь эта коллекция хранится в гербарии Мичиганского университета и стала первой публичной коллекцией глубинных подземных грибов.

Плотность жизни поражает. В одной капле воды из сланцев иногда обнаруживалось столько же грибных клеток, сколько в капле океанской воды. В пересчете — около 250 клеток на каплю, или более 12 триллионов клеток в объеме олимпийского бассейна.

Помимо грибов, в пробах нашлись крошечные черви и тихоходки — те самые «водяные медведи», которые славятся способностью выживать в самых экстремальных условиях, включая вакуум открытого космоса. Вместе эти организмы образуют сложную пищевую цепь, в которой, вероятно, есть и паразитические связи.

Камень как пища и углерод как газ

Главный сюрприз — способ питания глубинных грибов. Они не ждут органики с поверхности: источником энергии им служит сама горная порода. Грибы, бактерии и, возможно, тихоходки перерабатывают сланец, превращая часть углерода в газ. Это значит, что подземные резервуары гораздо более биологически активны, чем предполагалось.

Открытие усложняет понимание секвестрации углерода — процесса, при котором углерод надолго запирается в недрах. Если микроорганизмы способны переводить его в газообразную форму, то модели углеродного цикла требуют корректировки. Соавтор исследования, эволюционный биолог Тим Джеймс (Tim James), подчеркнул: эти открытия следует учитывать при моделировании динамики углерода глубоко под землей.

«Независимо от того, возникли ли эти грибы в глубоких пространствах или были туда занесены, многие из них обладают адаптациями, позволяющими им расти и влиять на углеродную динамику в недрах Земли», — отметил он.

Жизнь там, где ее не ждали

Исследование бросает вызов давнему убеждению, что глубокие недра непригодны для сложных форм жизни вроде грибов. «При благоприятных условиях эукариоты могут быть весьма многочисленными», — добавил Мун.

Это открытие — не единственное, что заставляет пересмотреть границы обитаемого мира. Мы уже рассказывали о том, как грибы, черви и тихоходки пируют в сланце на глубине 500 метров — и вот теперь новые детали этой истории раскрываются еще полнее. А ведь подобные экосистемы, по словам исследователей, существуют по всему миру. Сколько еще таких скрытых миров ждет своего открытия под нашими ногами?

Пока ясно одно: под Великими озерами, в темноте и холоде, жизнь нашла способ не просто выжить, но и процветать — поедая камень, который мы привыкли считать безжизненным.