Учёные воссоздали в лаборатории экосистему живых существ, обитающих на склонах подводного вулкана
Изучать их в естественных условиях довольно сложно. Однако ничто не мешает попытаться воспроизвести их среду обитания искусственно - что и сделала недавно группа учёных из США. Целью исследования было изучить процессы метаболизма живых организмов, обитавших на Земле 3 миллиарда лет назад, и попытаться представить, как может выглядеть жизнь на других планетах. Кроме того, поскольку в ходе исследования изучались также метан-продуцирующие бактерии, преобразующие водород и двуокись углерода в процессе своего метаболизма в метан, учёные рассчитывали узнать, как происходило образование природных месторождений горючего газа.
Согласно компьютерным прогностическим моделям, за образование метана на ранних этапах существования Земли отвечали метан-продуцирующие гипертермофильные (то есть, такие, которые приспособлены для существования в высокотемпературной среде) бактерии.
В ходе эксперимента в двух двухлитровых биореакторах, заполненных размельчённым амхерститом, были выращены чистые культуры гипертермофильных метан-продуцирующих микроорганизмов. В экспериментальном реакторе выращивалась культура, взятая со дна океана, в контрольном - специально выведенная коммерческая культура. Изменяя условия среды в реакторах, учёные выяснили, что для роста колонии необходимо, чтобы содержание водорода в окружающей среде составляло как минимум 17 мкмоль/л.
Как сообщает сайт www.sciencedaily.com, впоследствии результаты, полученные лабораторно, были подтверждены и в естественных условиях.
Научно-исследовательская подводная лодка "Альвин" собрала образцы гидротермального раствора, выбрасываемого "чёрными курильщиками" (одним из видов подводных вулканов), располагающимися в 320 километрах от побережья штата Орегон на глубине 1,5-2,5 километра; температура образцов достигала 350 градусов по Цельсию. Также экспедиция собрала образцы воды более низкой температуры, вытекающей из трещин в океанском дне.
С помощью специальных инструментов учёные измерили химический и микробный состав образцов. Во всех образцах присутствовали водород, хотя и в разных концентрациях, и различные виды метан-продуцирующих микроорганизмов. Интересно, что в ходе экспериментов были обнаружены особые гипертермофильные метан-продуцирующие микроорганизмы, способные существовать за счёт водорода, образующегося в процессе метаболизма других гипертермофильных организмов.
Таким образом, правильность компьютерных моделей, описывающие экосистему симбиотических метан-продуцирующих организмов, полностью подтвердилась.
Впрочем, для полного понимания происходящих на дне океана процессов требуются дополнительные исследования, как в рамках лаборатории, так и в естественной среде.