Твари из нижнего мира
Аудиоверсия этой статьи:
Наверное, честнее будет сразу сообщить читателям научную новость, ставшую поводом для этой заметки. Барбара Шервуд Лоллар и ее коллеги-геофизики из Торонто выполнили огромную и скучнейшую работу. Они проанализировали образцы из глубинных скважин из разных мест планеты, числом более двухсот. Вот, кстати, одна из таких скважин, Кольская. Могу вас заверить, что и остальные тоже выглядят не очень аппетитно.
В этих образцах они определяли количество водорода. Оказалось, что количество водорода, выделяемого недрами Земли, в сто раз превосходит предыдущие оценки.
— Ай, да ладно, — скажет скептический читатель. — Ошибка в сто раз легко объясняется тем, что всем на самом деле по барабану, сколько водорода выделяют земные недра.
И будет не прав. Но, чтобы переубедить читателя, придется рассказывать по порядку.
Еще в 2006 году при анализе образцов глубинного бурения из Южной Африки ученые (среди них была и Барбара Шервуд Лоллар) обнаружили бактерий, использующих водород как источник энергии для жизни. Об этом, разумеется, сразу же сообщили популяризаторы: мол, представляете себе, как глубоко живут микробы! Четыре километра вглубь! Эвона куда забрались.
Сообщили и забыли, потому что, по общему убеждению, это не более чем курьез биологии: главное действо жизни происходит на поверхности, под животворящими лучами солнышка и свежим кислородным ветерком. И лишь лузеры-изгои спрятались от этого кипения страстей в труднодоступных и негостеприимных местах вроде всяких скальных глубин, научившись использовать экзотический источник энергии.
На самом деле все ровно наоборот.
Давайте прикинем: что, с точки зрения бесстрастного химика, объединяет все живое на Земле? Дыхание? Если понимать под ним окисление пищи кислородом, тогда нет, конечно. Кислород на планете появился лишь благодаря сине-зеленым водорослям, и произошло это, когда миллиард лет эволюции был уже позади. Весь этот миллиард наши предки отлично обходились без кислорода: можно ведь окислять еду любым подвернувшимся под руку окислителем.
Может, использование энергии солнечных лучей? Я лично их не использую, вы их не используете, и вообще мало кто это умеет делать, кроме растений и тех же цианобактерий, занимающихся фотосинтезом.
Но, собственно, фотосинтез даст нам подсказку: суть его в том, чтобы добывать из воды водород, отнимать у него электроны и привешивать их на молекулу углекислого газа. Такой обвешенный электронами углекислый газ легко и просто превращается в сахар. И вот этот сахар мы как раз уже и едим, то есть окисляем кислородом (в процессе дыхания), выбрасывая в качестве отходов ту же воду.
Перескажем эту историю уж совсем кратко: суть жизни в том, чтобы отнимать у водорода электроны и медленно, постепенно, смакуя каждый этап, передавать их куда-нибудь с постепенным выделением энергии.
Что бы вы ни ели, любезные читатели, на самом деле вы едите водород. И это не каприз природы, а древнейший след происхождения жизни: все устроено так просто потому, что самая древняя жизнь именно этим и занималась. Напрямую, без всяких фотосинтезов, сахаров и прочих глупостей отнимала электроны у водорода, сбагривала их куда-нибудь и на разницу (энергетическую) жила.
Некоторое время назад мы писали о том, что жизнь, по всей видимости, зародилась в районах погружения литосферных плит в мантию, как и предполагал одержимый духовидец Майк Рассел из NASA. Главное, что происходит в этих местах, — это как раз выделение большого количества водорода из-за разложения воды, затягиваемой в толщу земную вместе с движением горной породы. Эти условия, по самым современным данным, идеальный инкубатор жизни, где присутствует все необходимое для процесса. Солнечных лучей и кислорода там, правда, нет, но они никому и не нужны, а вот водорода полным-полно.
Однако всем как-то казалось, что такие условия — большая экзотика даже по земным меркам. Не так уж часто встретишь у нас область погружения литосферной плиты, не случайно же эти геотермальные районы открыли только в конце ХХ века. И вот теперь оказывается, что выделение водорода из камней – куда более распространенный процесс. Это умеют делать все докембрийские породы, а таких пород у нас тут процентов восемьдесят.
А значит, и глубинные бактерии могут быть куда более обычными жителями нашей планеты, чем предполагалось раньше.
И не только нашей, что интересно. На Марсе, например, никакого движения литосферы вроде бы не замечено, но вот древних пород, способных производить водород, должно быть в избытке. А если живые твари, которые этот водород едят, — это и есть «жизнь» par excellence, то найти на других планетах подобную «жизнь» может оказаться куда проще, чем предполагалось. Просто забуриться на 4 км вглубь — и готово.
А вы говорили, мол, всем по барабану этот водород. А и ничего подобного.
Если кто хочет узнать обо всем этом чуть больше, может прочитать популярную заметку в Nature (как у них водится, на чистом английском языке).