Исчезнувший «бассейн смерти» проливает свет на выживание ранней жизни

Еще десять лет назад морские экологи классифицировали бирюзовые глубоководные рассольные бассейны как зоны, лишенные кислорода и называемые «черными бассейнами смерти». Однако наличие у их границ странных форм жизни, известных биологам как экстремофилы, ставило под сомнение эту концепцию. Новые данные указывают на то, что внутри этих феноменально соленых подводных озер действительно существовала жизнь.

Исследователи выявили доказательства существования когда-то активного рассольного бассейна, останки которого могут объяснить, как некоторые из самых ранних примитивных форм жизни на Земле пережили эпохи до того, как газообразный кислород стал распространенным явлением. Согласно новому исследованию, проведенному с участием ученых на борту исследовательского судна R/V OceanXplorer, эти еще более экстремальные организмы обитали в ныне «вымершем» бассейне в Красном море примерно от 2000 до 16000 лет назад.

Механизм энергетического синтеза до окисления

В статье для журнала AGU Advances команда отметила, что подобные виды могли представлять собой «ранний механизм производства энергии в до-эпоху Великого окислительного события Земли». Иными словами, эти микробы могли подготовить почву для колоссального выброса кислорода в атмосферу из океанов, произошедшего между 2,4 и 2,1 миллиарда лет назад.

Среди обнаруженных экстремофилов — новые формы «слизистых бактерий» типа Myxococcota и не менее неприятный род Nitrospira. Они также, по-видимому, окисляют свободно плавающие марганец и железо в минералы. Это дает «редкое представление о том, как могла функционировать ранняя жизнь на Земле», а также служит ценной подсказкой для поиска других вымерших рассольных бассейнов.

Экспедиции и геологические находки

Работа была организована Морган Чакраборти, кандидатом наук по морской географии из Школы Розенстиля Университета Майами, совместно с ее научным руководителем профессором Сэмом Пёркисом, академическими коллегами и некоммерческой организацией OceanX. Судно R/V OceanXplorer и его дистанционно управляемый аппарат Mariner XL Argus совершили три экспедиции в период с 2020 по 2023 год для исследования пяти рассольных бассейнов.

Наиболее полезными для данного исследования оказались два объекта. Первый — активный глубоководный рассольный бассейн, получивший название «NEOM», расположенный в Акабском заливе у северной окраины Красного моря между Израилем, Саудовской Аравией, Иорданией и Египтом, на глубине около 5807 футов (1770 метров) ниже уровня моря. Второй объект — так называемый бассейн Хьюм, находящийся на глубине 4495 футов (1370 метров) в северном рифте Красного моря.

Признаки исчезновения соленой воды

«Подобно бассейну NEOM, это место несет все признаки активного рассольного бассейна», — написали Чакраборти, Пёркис и их соавторы. Впадина дна бассейна Хьюм содержала осадочные слои, богатые карбонатно-кальциевыми скелетами крошечных многоклеточных метазоа, а также «радикально измененный цвет „берег“, непосредственно аналогичный ярко окрашенным микробным зонам, окружающим бассейн NEOM».

«Единственный компонент, отсутствующий на этом месте, — это сам рассол [...] Таким образом, мы считаем наш второй объект „Hume Deep“ вымершим бассейном», — заявили исследователи. Тот факт, что проект возглавляли специалисты по морской географии, а не биологии, становится понятным при анализе собранных образцов: sediment, смешанный с органическим веществом, был взят как из Хьюма, так и из NEOM. В случае Хьюма образцы включали скелеты иглокожих и другие крошечные окаменелости, тогда как для NEOM применялись методы метагеномики для изучения ДНК.