Микробные клетки окрашены в зеленый цвет: на этом изображении показано множество крошечных клеток, в которых в изобилии содержится ДНК. Сначала микробные клетки были обнаружены в трещинах образца горной породы с помощью метода инфракрасной визуализации, называемого O-PTIR-спектроскопией. После этого их окрашивали зеленым раствором и анализировали как с помощью сканирующего электронного микроскопа, так и затем с помощью флуоресцентной микроскопии. Комбинация данных этих трех методов визуализации позволила исследователям подтвердить наличие местных и живых микробных клеток в трещине скалы возрастом 2 миллиарда лет. Авторы и права: Ю. Сузуки, С. Дж. Уэбб, М. Кодука и др. 2024/ Микробная экология/ CC BY NC ND
Карманы микробов были обнаружены в запечатанной трещине в скале возрастом 2 миллиарда лет. Камень был добыт в магматическом комплексе Бушвельд в Южной Африке, районе, известном своими богатыми рудными месторождениями. Это самый старый из обнаруженных на сегодняшний день примеров живых микробов, обнаруженных в древней породе.
Команда, участвовавшая в исследовании, опиралась на свою предыдущую работу и усовершенствовала технику, включающую три типа визуализации — инфракрасную спектроскопию, электронную микроскопию и флуоресцентную микроскопию — чтобы подтвердить, что микробы были местными для древнего образца керна и не были вызваны загрязнением во время извлечения. и учебный процесс.
Работа опубликована в журнале Microbial Ecology.
Исследования этих микробов могут помочь нам лучше понять очень раннюю эволюцию жизни, а также поиск внеземной жизни в образцах горных пород аналогичного возраста, привезенных с Марса.
Глубоко в Земле лежит что-то древнее и живое. Колонии микробов живут в камнях глубоко под поверхностью, каким-то образом умудряясь выживать тысячи, даже миллионы лет. Эти крошечные, устойчивые организмы, по-видимому, живут медленнее, почти не эволюционируя за геологические промежутки времени и, таким образом, давая нам возможность заглянуть назад во времени. Теперь исследователи обнаружили живые микробы в образце породы возрастом 2 миллиарда лет.
«Мы не знали, пригодны ли для жизни породы возрастом 2 миллиарда лет. До сих пор самый старый геологический слой, в котором были обнаружены живые микроорганизмы, был отложениями возрастом 100 миллионов лет под дном океана, так что это Это очень захватывающее открытие, изучая ДНК и геномы подобных микробов, мы сможем понять эволюцию очень ранней жизни на Земле», — сказал Йохей Судзуки, ведущий автор и доцент Высшей школы естественных наук Университета. Токио.
Магматический комплекс Бушвельд (BIC), Южная Африка: на этом снимке показано очень известное обнажение породы, где наблюдаются почти горизонтальные черно-белые слои. БИК состоит из слоев магматической породы в форме бассейна, формировавшегося в течение примерно 1 миллиона лет, после чего, похоже, почти не изменился. Фото: Ю. Сузуки/CC BY NC ND
Образец породы был взят из Бушвельдского магматического комплекса (BIC), скальной интрузии на северо-востоке Южной Африки, которая образовалась, когда магма медленно остывала под поверхностью Земли. BIC занимает площадь около 66 000 квадратных километров (примерно размером с Ирландию), толщина варьируется до 9 км и содержит одни из самых богатых месторождений руды на Земле, включая около 70% добываемой в мире платины.
Считается, что благодаря тому, как он был сформирован, и минимальной деформации или изменениям, произошедшим с ним с тех пор, BIC обеспечил стабильную среду обитания для древней микробной жизни, которая существует до сих пор.
С помощью Международной континентальной научной программы бурения, некоммерческой организации, которая финансирует разведку геологических объектов, команда получила образец керна породы длиной 30 сантиметров с глубины около 15 метров.
Камень был разрезан на тонкие ломтики и проанализирован, после чего команда обнаружила живые микробные клетки, плотно упакованные в трещинах камня. Любые щели возле этих трещин были забиты глиной, что делало невозможным выход организмов или проникновение других вещей.
Образец бурового керна с открытыми трещинами: этот снимок был сделан на месте, когда образец бурового керна был промыт, обожжен, а затем раскололся. Ядро длиной 30 сантиметров и диаметром 85 миллиметров было доставлено обратно в Японию для дальнейшего изучения. Фото: Ю. Сузуки/CC BY NC ND
Команда использовала разработанную ими ранее методику, чтобы подтвердить, что микробы были естественными для образца породы, а не были результатом загрязнения во время процесса бурения или исследования. Окрашивая ДНК микробных клеток и используя инфракрасную спектроскопию для изучения белков в микробах и окружающей глине, исследователи смогли подтвердить, что микроорганизмы живы и не заражены.
«Меня очень интересует существование подповерхностных микробов не только на Земле, но и возможность найти их на других планетах», — сказал Сузуки.
«Хотя марсианские породы, как правило, намного старше (3–4 миллиарда лет), марсоход НАСА «Персеверанс» в настоящее время должен доставить на Землю камни того же возраста, что и те, которые мы использовали в этом исследовании. Обнаружение микробной жизни в образцах с Земли 2 миллиарда лет назад и возможность точно подтвердить их подлинность воодушевляют меня тем, что мы можем сейчас найти в образцах с Марса».
Информация от: Токийским университетом
