Исследователи раскрыли, как микробы мгновенно колонизируют свежую лаву, что поможет в поисках жизни на Марсе
Уникальная серия извержений вулкана Фаградальсфьядль в Исландии, происходивших с 2021 по 2023 год, стала природной лабораторией для ученых из Университета Аризоны. Исследователи детально изучили, как микроорганизмы заселяют стерильные, только что образовавшиеся лавовые поля, открыв удивительный и воспроизводимый процесс колонизации. Это открытие не только проливает свет на земную экологию, но и служит ключом к пониманию того, как жизнь могла зарождаться или сохраняться на других планетах, в частности, на Марсе.
Исследователи собирали образцы с еще теплых лавовых потоков сразу после их остывания. Анализ ДНК из самой лавы, а также из окружающей почвы, воздуха и дождевой воды позволил проследить происхождение первых микробов-первопроходцев. Как выяснилось, первоначально стерильную поверхность заселяют местные “крутые” микробы, способные выжить в экстремальных условиях с минимумом воды и питательных веществ. Они попадают на лаву с частицами почвы и аэрозолей, переносимых ветром.
Однако ключевое открытие было сделано после наблюдения за сменой сезонов. Изначально высокое микробное разнообразие резко сокращается (“рушится”) в первую суровую зиму, выживают лишь самые устойчивые виды. После этого этапа естественного отбора сообщество стабилизируется, и его дальнейшее пополнение происходит в основном за счет микроорганизмов, приносимых дождем, а не ветром. Ученые предполагают, что сами микробы могут играть роль ядер конденсации в атмосфере, фактически помогая формироваться тем каплям дождя, на которых они впоследствии “путешествуют” обратно на землю.
Особую ценность исследованию придает его повторяемость: идентичные процессы были зафиксированы на последовательных извержениях вулкана, что делает выводы статистически значимыми. По словам соавтора работы Соланж Дюамель, такая воспроизводимость и четкая смена этапов колонизации стали для команды удивительным открытием.
Полученные данные имеют прямое отношение к астробиологии. Большая часть поверхности Марса состоит из базальта, сформированного древними вулканическими процессами, сходными с земными. Вулканическая активность в прошлом Красной планеты могла создавать кратковременные благоприятные условия, растопляя подповерхностный лёд и выделяя газы. Изучая, как земные микробы осваивают свежую лаву и какие биологические следы (биосигнатуры) они оставляют, ученые создают руководство для будущих миссий. Это поможет определить, где и как искать следы потенциальной марсианской жизни, которая могла когда-то зародиться или даже сохраниться в схожих нишах. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Communications Biology.