Глибоководні джерела відкривають таємниці походження життя

Гідротермальні джерела глибоководних вулканів можуть слугувати ключем до розуміння походження життя на Землі й потенційного існування його поза нашою планетою.

Мікроорганізми, що живуть у цих умовах, зокрема термофіли — “організми, що існують при екстремально високих температурах”, — здатні виживати без сонячного світла й кисню. Як зазначає Джеймс Ф. Холден, “деякі з них ростуть за температури, достатньої для кипіння води”. Це свідчить про їхню адаптацію до умов, подібних до тих, що, ймовірно, панували на ранній Землі або можуть існувати на супутниках, як-от Європа чи Енцелад.

NASA здійснила кілька місій, щоб дослідити придатність цих супутників до життя. Апарат Cassini вивчав Сатурн та Енцелад, тоді як Europa Clipper прямує до супутника Юпітера — Європи. Для інтерпретації даних із цих місій важливо розуміти, як функціонують земні екстремальні екосистеми. Холден підкреслює: “щоб зрозуміти інші світи, ми повинні спершу зрозуміти наш власний”.

Мікробіологічна лабораторія вченого в Університеті Массачусетсу досліджує термофілів, які ростуть на хімічних речовинах з підводних вулканів. Зразки збирають за допомогою підводних апаратів, здатних витримувати тиск і температуру на дні океану. Вчені аналізують ці зразки, щоб виявити “живі мікроби, які ми можемо культивувати”, і дослідити, як вони виживають у природному середовищі.

У лабораторних умовах ці мікроорганізми вирощують у безкисневих середовищах із температурним контролем. Мета — виявити унікальні хімічні сигнали, які можуть стати орієнтирами для пошуку життя в космосі. Такі сигнали включають сполуки, як-от метан чи магнетит, що утворюються внаслідок життєдіяльності термофілів. Комп’ютерне моделювання допомагає передбачити поведінку мікробів в умовах далекого минулого Землі або в океанах інших планет.

Крім астробіології, термофіли мають практичне значення. Один із найвідоміших прикладів — ДНК-полімераза, виділена з Thermus aquaticus, яку застосовують у полімеразній ланцюговій реакції. Холден зазначає: “усе — від діагностики до генетики — використовує ці термостійкі ферменти”. Крім того, термофіли здатні перетворювати промислові відходи на біоводень, що відкриває нові перспективи для енергоефективного виробництва.

Таким чином, вивчення гідротермальних джерел не лише проливає світло на витоки життя, а й сприяє інноваціям у біотехнологіях і сталому розвитку. Як підсумовує Холден, “вікна в перше життя на Землі і за її межами можуть знаходитися на дні наших океанів”.