Первые обитатели лавы. Бактерии на свежих вулканических породах подсказывают, как искать жизнь на других планетах

Ученые из Университета Аризоны зафиксировали редкий процесс — как жизнь заселяет совершенно новую и крайне неприветливую среду. Исследование проводили на свежих потоках лавы вулкана Фаградальсфьятль в Исландии после трех его извержений в 2021—2023 годах.

Результаты исследования опубликовали в научном журнале Nature Communications Biology.

Команда использовала эти извержения как «живую лабораторию». Каждый раз новая лава покрывала тундру и предыдущие слои породы, что позволило в реальном времени проследить, как микроорганизмы появляются там, где до этого не было ничего живого.

Исследователи брали образцы свежезастывшей лавы, а также дождевой воды, воздуха, пыли и окружающей почвы. Анализ ДНК показал: жизнь начинается почти сразу, даже при полном отсутствии питательных веществ.

«Похоже, что первыми появляются чрезвычайно выносливые микроорганизмы — те, которые могут выжить в таких начальных условиях», — пояснил ведущий автор исследования Натан Гедленд, аспирант Лаборатории лунных и планетарных исследований Университета Аризоны.

Он отметил, что на свежей лаве почти нет воды и питательных элементов, а даже после дождя камни очень быстро высыхают.

На начальном этапе микробы попадают на лаву преимущественно из окружающей среды — вместе с пылью, частицами почвы и аэрозолями, которые переносит ветер. После этого наступает зима. Многообразие микроорганизмов резко сокращается, и выживают только самые стойкие виды.

После первой зимы микробное сообщество стабилизируется. Ученые зафиксировали сдвиг: все больше микроорганизмов поступает не с пылью, а с дождевой водой.

Исследователи объясняют это атмосферным механизмом. Микробы могут служить так называемыми ядрами конденсации — мелкими частицами, вокруг которых в облаках собирается водяной пар. Фактически эти микроорганизмы могут участвовать в формировании капель дождя, которыми затем возвращаются на поверхность Земли.

«Увидеть такой резкий сдвиг после зимы было впечатляюще», — отметила соавтор исследования, доцент Соланж Дюамель. Она добавила, что одинаковые результаты после трех различных извержений стали неожиданностью для команды.

Ученые отмечают: эти выводы важны не только для понимания процессов на Земле. Большинство поверхности Марса состоит из базальта — вулканической породы, подобной той, что есть в Исландии.

«Вулканическая активность дает много тепла, выделяет газы и может растапливать замерзшую подповерхностную воду», — пояснила Дюамель. По ее словам, в древнем прошлом такие условия могли временно создавать среду, пригодную для жизни.

Команда работает над своеобразным «путеводителем» для будущих космических миссий. Он должен помочь понять, как микроорганизмы осваивают свежую лаву, какие следы своей деятельности они оставляют и где на Марсе стоит искать признаки древней или даже скрытой жизни.