Нове джерело кисню на дні океану: відкриття, яке може змінити наше уявлення про життя на Землі

Глибини оке­а­нів — це одна з най­менш вивче­них частин нашої пла­не­ти. За від­су­тно­сті соня­чно­го сві­тла та екс­тре­маль­но­го тиску вчені вва­жа­ли, що життя тут обме­же­не й силь­но зале­жне від поверх­не­вих про­це­сів. Проте нові дослі­дже­н­ня кида­ють виклик цьому при­пу­щен­ню. Виявилося, що дно оке­а­ну не лише наси­че­не фор­ма­ми життя, про які ми ще майже нічо­го не зна­є­мо, але й може бути дже­ре­лом кисню — еле­мен­ту, кри­ти­чно важли­во­го для існу­ва­н­ня живих організмів.

Несподівані виробники кисню

Останнє дослі­дже­н­ня китай­ських нау­ков­ців, опу­блі­ко­ва­не на пре­принт-пла­тфор­мі, вка­зує на наяв­ність уні­каль­но­го біо­хі­мі­чно­го про­це­су, за якого бакте­рії роду Deferribacterota зда­тні утво­рю­ва­ти кисень без уча­сті соня­чно­го сві­тла. Згідно з дослі­дже­н­ням, цей про­цес від­бу­ва­є­ться у при­су­тно­сті іонів ніт­ра­ту (NO₃⁻) в умо­вах пов­ної тем­ря­ви — на гли­би­нах океану.

Цікаво, що кон­цен­тра­ція роз­чи­не­но­го кисню, який про­ду­ку­ють ці мікро­ор­га­ні­зми, більш ніж у 300 разів пере­ви­щує ана­ло­гі­чні пока­зни­ки відо­мих гли­бо­ко­во­дних про­це­сів. Це може свід­чи­ти про те, що наша пла­не­та має дода­тко­ві, досі неві­до­мі дже­ре­ла кисню.

Роль марганцевих конкрецій

Цей про­цес, як при­пу­ска­ють вчені, тісно пов’я­за­ний із фор­му­ва­н­ням мар­ган­це­вих кон­кре­цій — сфе­ри­чних міне­раль­них утво­рень на дні оке­а­ну, які досі були ціка­ві пере­ва­жно гео­ло­гам і видо­був­ним ком­па­ні­ям. Проте тепер стало відо­мо, що саме ці стру­кту­ри можуть віді­гра­ва­ти клю­чо­ву роль у цир­ку­ля­ції кисню в гли­бо­ко­во­дних еко­си­сте­мах. Якщо це під­твер­ди­ться, то мар­ган­це­ві кон­кре­ції набу­ва­ють зна­че­н­ня не лише як кори­сні копа­ли­ни, але й як части­на кри­ти­чно важли­во­го біо­хі­мі­чно­го ланцюга.

Сумніви та скептицизм

Як і будь-яке ради­каль­не нау­ко­ве від­кри­т­тя, це також викли­ка­ло дис­ку­сії серед нау­ков­ців. Дональд Кенфілд з Університету Південної Данії висло­вив сум­ні­ви щодо зна­чу­що­сті цього про­це­су. За його сло­ва­ми, такі мікро­бні реа­кції навряд чи можуть бути сер­йо­зним дже­ре­лом кисню на гло­баль­но­му рівні. Проте навіть потен­ці­ал поді­бно­го явища вже вима­гає дода­тко­вих дослі­джень і пере­оцін­ки бага­тьох еко­ло­гі­чних процесів.

Ризики промислового видобутку

Одним із най­три­во­жні­ших наслід­ків від­кри­т­тя є можли­вий вплив на еко­си­сте­му дна оке­а­ну у разі актив­но­го видо­бу­тку мета­лів. Якщо кон­кре­ції віді­гра­ють роль у збе­ре­жен­ні кисне­во­го балан­су, то їхнє зни­ще­н­ня може мати ката­стро­фі­чні наслід­ки. Один із авто­рів дослі­дже­н­ня, про­фе­сор Ендрю Світман, попе­ре­джає: «Якщо зібра­ти кон­кре­ції разом із пер­шим 10-сан­ти­ме­тро­вим шаром осаду, еко­си­сте­мі зна­до­би­ться близь­ко 100 000 років на повне відновлення».

Це від­кри­т­тя ста­вить під сум­нів еко­ло­гі­чну доціль­ність гли­бо­ко­во­дно­го видо­бу­тку кори­сних копа­лин і вима­гає нових під­хо­дів до оцін­ки впли­ву на нав­ко­ли­шнє середовище.

Можливості для астробіології

Окрім впли­ву на наше розу­мі­н­ня оке­а­нів, це від­кри­т­тя може мати дале­к­ося­жні наслід­ки для пошу­ку поза­зем­но­го життя. Якщо кисень може з’являтись без уча­сті сві­тла й фото­син­те­зу, це озна­чає, що умови для життя можуть бути зна­чно шир­ши­ми, ніж ми при­пу­ска­ли рані­ше. Планети чи супу­тни­ки з тем­ни­ми оке­а­на­ми, як-от Європа (супу­тник Юпітера), можуть мати вну­трі­шні дже­ре­ла кисню — а отже, і потен­ці­ал для існу­ва­н­ня життя.

Нове від­кри­т­тя китай­ських нау­ков­ців від­кри­ває уні­каль­ну можли­вість пере­о­сми­сли­ти роль гли­бо­ко­во­дних мікро­ор­га­ні­змів у під­трим­ці жит­тє­вих про­це­сів на пла­не­ті. Якщо під­твер­ди­ться, що бакте­рії можуть утво­рю­ва­ти кисень у тем­ря­ві, це не лише рево­лю­ціо­ні­зує біо­ло­гію оке­а­нів, але й дасть поштовх новим під­хо­дам до еко­ло­гії, гео­ло­гії та навіть космі­чних досліджень.

Залишається спо­ді­ва­ти­ся, що подаль­ші дослі­дже­н­ня допо­мо­жуть краще зро­зу­мі­ти цей фено­мен і забез­пе­чи­ти від­по­від­аль­не став­ле­н­ня до гли­бо­ко­во­дно­го сере­до­ви­ща, яке ще збе­рі­гає без­ліч загадок.