Фотосинтезуючі ціанобактерії вижили в темряві глибоко під землею

Вчені знайшли ціанобактерії у зразках породи з 613-метрової свердловини. На такій глибині немає сонячного світла, необхідного, як вважалося раніше, ціанобактеріям для фотосинтезу. Дослідники припустили, що ці ціанобактерії використовують хемолітоавтотрофний тип харчування. Дослідження опубліковане в .Ціанобактерії, яких раніше відносили до рослин під назвою синьо-зелені водорості, зустрічаються у всіх місцях на планеті - в прісній і солоній воді, в ґрунті, в складі лишайників, а також можуть утворювати бактеріальні матюки. Вони найбільш близькі до найдавніших мікроорганізмів, останки яких були виявлені на Землі, ціанобактерії першими винайшли кисневий фотосинтез, і вважається що ціанобактеріям обов'язково потрібне сонячне світло для фотосинтезу.

Фернандо Пуенте-Санчес (Fernando Puente-Sánchez) з Астробіологічного Центру в Мадриді та його колеги з Іспанії, Німеччини та США зібрали зразки породи з 613-метрової континентальної свердловини в Іберійському піритовому поясі, найбільшому родовищі сульфідів, в Іспанії. Геохімічні умови в цій свердловині нагадують умови під поверхнею Марса, а також, можливо, і Європи, супутника Юпітера. Використовуючи мікроскопію, ампліфікацію 16s РНК та імуноферментний аналіз дослідники проаналізували склад і чисельність життєздатних мікроорганізмів у зразках порід. У зразках переважали ціанобактерії, в основному представники пологів, що зустрічаються під камінням і в каменях. При цьому в знайдених ціанобактеріях не було активних пігментів фотосинтезу. Вміст водню негативно корелювало з великою кількістю ціанобактерій, а в метагеномних даних були присутні свідчення метаболічних шляхів використання водню, в тому числі два види гідрогеназ - ферментів, що беруть участь в окислювально-відновлювальних реакціях. Виходячи з цього автори припустили, що ціанобактерії використовують водень як донор електронів і, потенційно, залізо, марганець, оксид азоту або інші продукти органічної речовини як акцептори електронів. Підземні ціанобактерії отримують енергію з окислювально-відновлювальних реакцій, тобто є хемоавтотрофами. Раніше в іншому дослідженні ціанобактерії були знайдені під поверхнею землі, але у водоносному шарі. Автори припустили, що бактерії потрапили туди разом з водою з поверхні і змогли вижити. На думку авторів нової статті, тут ми маємо справу саме з бактеріями, що живуть у товщі породи, ці ціанобактерії можуть служити важливими первинними продуцентами глибоко під землею. Можливо, так жили предки ціанобактерій, ще не здатні до фотосинтезу. Отримані дані свідчать про необхідність переоцінки можливих умов життя ціанобактерій. Як на Землі, так і на інших планетах існують подібні умови, в яких теоретично ціанобактерії могли вижити. У ціанобактерій серйозна роль в історії життя на Землі. Найдавнішою скам'янілістю вважається строматоліт віком приблизно 3,7 мільярда років, подібний до ціанобактеріальних строматолітів. Ціанобактерії, які першими винайшли оксигенний фотосинтез, стали причиною збагачення всієї атмосфери Землі киснем, завдяки якому з'явилося аеробне дихання. За час свого довгого існування на Землі різні класи ціанобактерії тричі незалежно винаходили кисневе дихання.