Почти везде, куда учёные успевают заглянуть, обнаруживаются следы жизни. Теперь целую экосистему нашли на глубине сотен метров внутри древнего газоносного сланца.
Исследователи обнаружили в сланцевой формации Антрим сообщества грибов, червей и даже тихоходок. Это особенно удивительно, поскольку сланец сформировался из богатого органикой ила около 350 миллионов лет назад, а сегодня является одним из крупнейших газовых месторождений США.
Учёные исследовали воду, которую откачивали из скважин глубиной от 247 до 556 метров. Энергетические компании извлекают из неё метан, а исследователи профильтровали большие объёмы воды, выделили из фильтров ДНК и попытались вырастить найденные грибы в лаборатории.
Ранее было известно, что глубокие подземные среды населены бактериями и археями. Однако новое исследование показало, что экосистема сланца Антрим значительно сложнее.
По фрагментам генетического материала учёные выявили 689 предполагаемых видов грибов. Им также удалось вырастить 205 грибных штаммов, из которых 13, вероятно, ранее не были известны науке.
Среди наиболее распространённых оказались агарикомицеты — грибы, к которым относятся многие виды, образующие привычные шляпки. Правда, способны ли они выращивать такие плодовые тела глубоко под землёй, неизвестно.
Второй многочисленной группой были дотидеомицеты. На поверхности представители обеих групп умеют расщеплять лигнин и целлюлозу — вещества, которые большинству организмов трудно переваривать.
Исследователи предполагают, что именно такой набор ферментов позволяет грибам добывать энергию из сланца или из содержащихся в нём соединений, похожих на лигнин и целлюлозу. Иными словами, они могут существовать за счёт наиболее трудноразлагаемых форм углерода.
Грибы составляли примерно шестую часть всей биомассы в образцах воды. Их относительное количество было сопоставимо с открытым океаном и антарктическими почвами — около 250 грибных клеток в каждой капле воды.
Рядом с ними обнаружили генетические следы коловраток, кольчатых червей, тихоходок и круглых червей. Нашлись и признаки внутриклеточных паразитов, включая ихтиоспорей, заражающих животных, и розелломицетов, паразитирующих на других грибах.
Пока учёные не могут точно объяснить, как эти организмы выживают на такой глубине. Уровень кислорода определить не удалось, поскольку при откачке воды на поверхность он мог попасть в образцы уже во время подъёма.
Предыдущие исследования показали, что в сланце Антрим обитает множество архей, производящих метан. Это указывает на низкое содержание кислорода. В то же время некоторые микробы, возможно, способны сами производить значительные количества кислорода без света.
Изучив соотношение изотопов кислорода и водорода, а также различия в солёности воды, исследователи пришли к выводу, что подземное сообщество существует в относительно стабильных геохимических условиях со времён позднего плейстоцена.
Значительная часть исследованной воды не поднималась на поверхность около 11 тысяч лет. Предки нынешних организмов, вероятно, попали в трещины и поры сланца вместе с водой после таяния ледников.
С тех пор подземные обитатели могли оставаться изолированными тысячелетиями и приспосабливаться к условиям, совершенно не похожим на те, в которых живут их наземные родственники.
Однако люди начали вмешиваться в эту экосистему раньше, чем узнали о её существовании. В подобных месторождениях пробурено множество скважин, а в некоторые из них закачивают вещества, уничтожающие микроорганизмы. При этом до сих пор почти не учитывалось, что такие глубины могут быть центрами биоразнообразия и содержать неизвестные виды.
Авторы исследования считают, что подземные грибы необходимо учитывать и при расчётах круговорота углерода. Около 90 процентов органического углерода Земли хранится в глубоких слоях под поверхностью.
Если грибы, бактерии и другие организмы активно перерабатывают породы, этот углерод может быть изолирован не так надёжно, как считалось. При наличии большого количества организмов, способных им питаться, образующиеся газы могут быстро попадать в атмосферу.
Исследование опубликовано в журнале The ISME Journal.
