Живот в дълбините разбива теориите за еволюцията

Южна Африка. Една от най-дълбоките златни мини на планетата – Биътрикс, на близо четири километра под земната повърхност, гъмжи от ужасяващи демони. С рога, опашка и ненаситен апетит.
Звучи като сцена от евтин научнофантастичен филм, нали? Но всъщност е чистата истина. Неоспорим факт. С една малка подробност – въпросните чудовища на практика са невидими за невъоръженото човешко око.

Стотици дяволи на върха на карфица

Открити почти случайно през 2011, те наистина са демонични – личният кошмар на доктор Тулис Онстот от Университета в Принстън. Тези нематоидни червеи, цветущо наречени Halicephalobus mephisto (да, от Мефистофел) успяват да го хвърлят в пълно недоумение, предизвиквайки всички научни постулати относно живота – оцеляващи дълбоко в земните недра, отвъд дори най-дръзкото въображение, без достъп до слънчева светлина, кислород и почти без никакъв източник на храна наоколо.
Още по изненадващ е фактът, че макар да са най-удивителните, Halicephalobus mephisto далеч не са единствените дълбокоземни обитатели на планетата – просто са единствените многоклетъчни живи същества от този вид, познати на учените.
През последните три десетилетия изследователите на този вид организми непрекъснато се изненадват от това, при какви условия и на какви дълбочини в земната кора вирее живот.
Всъщност този особен вид същества за пръв път привличат вниманието на учените по една доста тривиална причина, свързана с разгорялата се през 80-те години на миналия век ядрена надпревара.

През този период активно се строят и експлоатират атомни електроцентрали, а отработеното ядрено гориво от тях се депонира в специални подземни бункери, вкопани на километри в земната кора.
В един момент обаче някои учени задават следните тревожни въпроси: как запечатаните контейнери, заровени на подобна дълбочина, ще се повлияят от локалните условия; какво би се случило, ако се окаже, че въпреки всички допускания на науката, дори на подобни дълбочини съществуват бактерии и микроорганизми, способни да разядат обвивката им и да причинят радиоактивен разлив?

Съответно започва кампания по активни дълбочинни изследвания, чиято цел е да потвърди или отхвърли тази теория, а резултатите от тях са направо смайващи.
Още едно от първите измежду тях открива удивителен нов вид едноклетъчни организми, наречени archea, живеещи на повече от половин километър под земната повърхност. В началото на 90-те пък учен от Университета в Кардиф на име Джон Паркс установява, че дори на 500 метра под морското дъно всеки кубичен сантиметър почва съдържа над 11 милиона различни микроорганизми. Пробите са взети от дъното на Японско море.

Малко по-късно професор Ханс Рой от Датския университет открива живи бактерии и разновидност на archea в седименти, датиращи отпреди цели 86 милиона години – 20 милиона години преди изчезването на динозаврите.
Интересното е, че метаболизмът на този вид организми е толкова бавен, че много учени се съмняват дали те изобщо са живи, или са просто вид фосили.
Експериментите на Юки Мороно от Японската агенция за морски изследвания обаче доказват по убедителен начин, че макар и невъобразимо бавни, тези микроскопични феномени имат активни жизнени функции. Той поставя култура от дълголетните бактерии в хранителна среда, богата на водородни и въглеродни изотопи. Два месеца по-късно Мороно открива следи от тези изотопи в две трети от клетките в контролната група, т.е. макар и бавно, те са ги погълнали и са живи – макар че трябва да признаете два месеца са си внушителен храносмилателен цикъл.

Кой иска да живее вечно?

Наречени матусаилови микроби (по името на библейския пророк Матусаил, живял цели 969 години), тези удивителни същества са твърдо решени да преобърнат всички представи на учените не само по отношение на условията, при които живот е възможен, но и що се отнася до добре познатите на всички ни еволюционни постулати.
Те обитават екосистема с толкова екстремни условия, че за тях повечето от правилата на еволюцията просто не важат. „В жизнената среда на тези организми енергията е толкова оскъдна, че стига само колкото да поддържа живота на една клетка. Така че на практика, ако тя се раздели, това би било равносилно на самоубийство”, обяснява професор Рой. Точно по тази причина обитателите на земните недра рядко си правят труда да се занимават с една от основните дейности, които са причина за съществуването на една огромна част от живите същества на планетата, а именно – да се възпроизвеждат.
Вместо това техните усилия са съсредоточени към оцеляване и усъвършенстване на механизмите за самоподдържане на собствения им организъм.

„В този ред на мисли тези същества спокойно биха могли да са на милиони години”, заключава техният откривател.

Разбира се, възниква въпросът, как тези организми успяват да си набавят нужната за оцеляването им енергия, след като живеят на километри под земната повърхност, безкрайно далеч от основния за всички останали живи същества източник – Слънцето?
Отговорът е шокиращ – за целта те използват... уран!
Той се съдържа в кристалните структури, където са открити подобни бактерии. Известно е, че в свободно състояние уранът излъчва радиация (страничен продукт от неговото разпадане). Тя предизвиква микроделения на водните молекули, съдържащи се в почвата и скалите – процес, известен като радиолиза.

Бактериите улавят свободните водородни атоми, комбинират ги със сулфатни йони от околните скали и по този начин извличат енергията, нужна за тяхното оцеляване.
„Това е един удивителен процес, който на практика е изцяло независим и изолиран от типичните фотосинтетични източници на енергия, използвани от повечето живи същества”, споделя Ли Хънг Лин от Тайванския университет в Тайпей, ръководител на един от научните екипи, изследващи тези удивителни бактерии.

Без кислород

И макар да изглежда, че единствената форма, в която би могъл да оцелее животът в екстремните условия дълбоко под земната повърхност, е едноклетъчна, откритите от доктор Тулис Онстот нематоидни червеи, обитаващи златните мини в Южна Африка, разбиват тази теория на пух и прах.
Но докато изследванията подсказват, че неговите Halicephalobus mephisto са се оказали случайно на подобна дълбочина, и то сравнително отскоро – приблизително преди 12 000 години, едно друго многоклетъчно, значително по-архаично и изумително, успява междувременно да хвърли научния свят в недоумение.

Открито само преди три години в Средиземно море, то представлява микроскопично растение с дължина едва 250 микрометра.
Най-смайващото при него е, че то на практика оцелява и се развива в среда, в която напълно отсъства така наречената молекула на живота – кислород!
Учените го наричат Loricifera и основното, с което то озадачава учените, е, че в неговите клетки напълно отсъстват митохондрии – основните метаболитни органели на всички еукариотни организми.
Вместо това Loricifera притежава друг вид уникални органели – хидрогенозоми, с чиято помощ растението извлича енергия от водородния сулфид, намиращ се в изобилие в жизнената среда, която то обитава.

Този и другите примери, за които стана дума до момента, все по-често навеждат учените на мисълта, че познатите ни основи на живота, които възприемаме като даденост, може би не са толкова фундаментални, колкото сме свикнали да вярваме.
Именно затова изследванията на подобни удивителни представители на земната флора и фауна са обект поне на два големи проекта, заели се да каталогизират всички известни обитатели на дълбините.

Учените смятат, че един ден този вид организми могат да хвърлят повече светлина върху произхода на живота на планетата ни, дори нещо повече – да ни подскажат отговора на един от основните въпроси, които вълнуват човечеството от хиляди години насам, а именно възможен ли е живот на други планети – например на съседа ни Марс.
И съдейки по изумителни примери като Halicephalobus mephisto и Loricifera, отговорът тук сякаш е по-скоро „да“!