Российские ученые в ходе рейса Арктического плавучего университета на научно-исследовательском судне «Профессор Молчанов» обнаружили на мысе Желания острова Северного архипелага Новая Земля самые северные в российской Арктике эндолитные системы (эндо — с греческого — «внутри», литос — «камень»). Об этом передает ДВ-РОСС со ссылкой на.

Специалисты рассматривают их как аналоги первых почвоподобных тел, которые могли существовать на Земле, когда организмы начали взаимодействовать с минералами горных пород на суше. Ранее на мысе Желания была сделана единичная находка, теперь стало понятно, что «жизнь в камне» здесь — не редкость.

До сих пор такие системы в Арктике были описаны лишь на Канадском Арктическом архипелаге. В других климатически экстремальных регионах планеты они исследовались в Антарктике и в жарких пустынях. «И никто их не рассматривает как такие первые зачаточные почвоподобные тела, которые и сейчас существуют на нашей планете в регионах с экстремальными условиями и, возможно, являются хорошими моделями того, что было в прошлом», — рассказал ТАСС старший научный сотрудник отдела географии и эволюции почв института географии РАН Никита Мергелов.

Свет в каменном окошке

«Жизнь внутри камня» развивается там, где условия окружающей среды экстремальные. Главное, что для этого нужно, — пространство, куда организмы могли бы попасть, и возможность для фотосинтеза. «Для этого породы должны быть пористыми. Это могут быть конгломераты, песчаники, то есть в основном осадочные породы, либо выветрелые граниты. Это первое условие. И второе: в них должны быть минералы, которые пропускают свет — кварц и полевые шпаты прежде всего. Свет проникает через полупрозрачные зерна минералов, причем достаточно сотой доли падающего на поверхность света, чтобы фотосинтез внутри породы на глубине нескольких миллиметров и даже сантиметров был эффективным», — рассказывает ученый.

Мергелов показывает светлый камень с ярко-зелеными вкраплениями. Эндолитная система выглядит как зеленая прослойка внутри породы. Камень был отколот от совершенно необитаемой на вид скалы на мысе Желания Северного острова Новой Земли. Снаружи она была серой, с редкими оранжевыми пятнами лишайников. «И все проходили мимо этих скал, они кажутся безжизненными. Сложно даже представить, что внутри вся порода биогенна намного больше, чем кажется с поверхности. Многие рыхлые почвы, с точки зрения первичных продуцентов (организмов, способных производить органические вещества из неорганических — прим. ТАСС), более бедные, чем эти скалы. Как будто бы ничего нет, а на самом деле, если вы снимете верхнюю часть породы, то на сколе все зеленое».

Яркая зелень в породе — это цианобактерии и зеленые водоросли, которые живут именно внутри камня. Снаружи их не видно.

Кто в камне живет

Цианобактерии, по-видимому, появились на Земле около 3,5 млрд лет назад. Они обитали в водной среде, а находки ископаемых цианобактерий на суше имеют возраст более 2,4 млрд лет.

«Свидетельства о системах, которые существовали около 3,5 млрд лет назад — они сохраняются в так называемых строматолитах. Это когда цианобактерии сами себя «захоранивают» и превращаются в окаменелости. Получаются слоистые структуры. И сейчас подобные существуют в прибрежных территориях, на мелководьях», — говорит Мергелов.

Информация же о первых взаимодействиях микроорганизмов и минералов на скальных обнажениях часто уничтожается эрозионными процессами, говорит ученый.

«Но на основании тех процессов, которые происходят сейчас в регионах с экстремальными условиями, можно предположить, как это было давным-давно. Взаимодействия между цианобактериями и другими впоследствии появляющимися группами организмов внутри породы могут быть использованы как модели тех первых взаимодействий, как реконструкция. Они взаимодействуют с породой, происходит биохимическое, в совокупности с физическим, выветривание, отслаивание корок от камня. Эти корки со следами деятельности цианобактерий попадают в аккумулятивные позиции в ландшафте, жизнь переходит туда и т.д», — разъясняет он.

В Антарктиде и на Марсе

Такой вариант существования жизни предполагал еще немецкий естествоиспытатель Кристиан Эренберг в XIX веке, но к изучению этих систем приступили только в 1960-е годы. Про зелень в камне, на первый взгляд, можно предположить, что это какой-то минерал. Так и подумал сначала американский ученый, в будущем основоположник астробиологии Имре Фридман, впервые увидев такие прослойки в образце из пустыни Негев.

«Положил его под микроскоп и увидел, что там клетки цианобактерий, тогда их называли сине-зелеными водорослями», — рассказывает Мергелов.

Имре Фридман затем исследовал такие структуры в пробах из Антарктиды, о чем написал статью, которая поначалу прошла незамеченной.

Дальнейшие исследования подхлестнуло то, что выводы Фридмана отозвались в гипотезах космических программ NASA по изучению Марса. «Он (Фридман — прим. ТАСС) с женой сидит смотрит телевизор, и вдруг по новостям его имя звучит в связи с тем, что начался активный поиск внеземных форм жизни на Марсе: кому-то пришло в голову, что на Марсе в таких специфических укрытиях (внутри камня) как раз может быть жизнь», — говорит ученый.

Зародыши почвы

Обычно эндолитные системы изучают с точки зрения микробиологии, разнообразия микроорганизмов, а также адаптации организмов к неблагоприятным условиям среды, и в меньшей степени — с точки зрения того, как живое взаимодействует с окружающими минералами.

Организмы могут разрушать камень, который их окружает, могут перекачивать некоторые элементы. Внутри камня могут возникать даже микрогоризонты, подобно тем, которые существуют в настоящих почвах.
Такие почвы как подзолы формируются благодаря высшим растениям, а в данном случае порода населена цианобактериями. Они вступают в симбиотические отношения с грибами, формируются специфические протолишайники.

«У протолишайников нет выраженного тела (слоевища), в качестве него они используют сам материал породы. Если в эндолитной системе есть железо, то оно может переходить в подвижную форму и мигрировать либо вверх, либо вниз по профилю — в соответствии с градиентами влажности, термоградиентами. Закладываются такие микропрофили, которые являются самыми ближайшими аналогами макропрофилей классических подзолов», — объясняет специалист.

В Арктике к исследованию эндолитных систем только приступили. В российской ее части их впервые в 2015 году обнаружил заведующий отделом географии и эволюции почв института географии РАН Сергей Горячкин. Он рассказывает, что практически случайно на мысе Желания «тюкнул молоточком». «Жизнь есть практически везде, и почвы есть практически везде. Там, где появляется жизнь, появляется взаимодействие между организмом и минералом — это уже фактически начало почвы», — сказал ТАСС Горячкин.

«Главное, что мы обнаружили, — что это не единичное явление, что это не в какой-то единичной трещинке, что, может быть, они действительно имеют сплошное распространение в осадочных породах, в данном случае — в конгломератах Северного острова архипелага Новая Земля», — пояснил Мергелов.

Исследования продолжаются. Теперь ученым предстоит выяснить видовой состав тех, кто живет внутри камней на Новой Земле.

Ирина Скалина, ТАСС