В засушливом пейзаже Высокого Атласа в Марокко международная команда ученых обнаружила нечто, что, по всем расчетам, не должно было там находиться. В юрских породах долины Дадес были найдены необычные «морщинистые структуры», которые представляют собой окаменелые микробные маты. Обычно такие структуры связаны с мелководьем и наличием света, однако эти образцы сохранились в древних глубоководных морских отложениях возрастом около 180 миллионов лет.
Это открытие, описанное в журнале «Geology», свидетельствует о том, что микробные сообщества, способные жить без света, обитали на дне древнего моря на глубине около 200 метров. Их средой были мутные воды и подводные оползни. На практике это означает, что следы ранней жизни на Земле могут быть скрыты и в тех местах, на которые до сих пор почти никто не обращал внимания.
Геобиолог Роуэн Мартиндейл столкнулась с этими странными текстурами еще в 2016 году, исследуя ископаемые рифы в долине Дадес. Наступив на песчаниковую плиту, она увидела поверхность, покрытую тонким рельефом, напоминающим кожу слона. Как она вспоминает, тогда ей пришла в голову мысль: «эти морщины не должны быть в таких породах», – и она решила выяснить, что происходит на самом деле.
Загадочной была не только форма. Команда подтвердила, что «морщины» находятся на верхней части слоев песка и ила, отложенных быстрыми подводными течениями – так называемыми турбидитами, которые образовались на крутом подводном склоне формации Тагудит. Минимальная палеоглубина, которую они оценивают, составляет около 200 метров, что значительно ниже зоны, где солнечный свет позволяет осуществлять фотосинтез.
До сих пор подобные структуры почти всегда интерпретировались как следы фотосинтезирующих микробных матов в мелководных зонах или как чисто физические рельефы, вызванные оползнями осадка. Поэтому это обнажение в долине Дадес полностью меняет устоявшиеся представления.
Чтобы выяснить, стояла ли за этими формами жизнь, команда объединила полевые исследования, изучение тонких шлифов под микроскопом и химическое картирование минералов. Непосредственно под морщинистой поверхностью они обнаружили явное обогащение органическим углеродом – признак биологической активности, сконцентрированной именно там, где образуются морщины.
Окружающая среда позволила исключить «классических» микробов, живущих за счет света. На глубоком, мутном морском дне, подверженном лавинам осадка, наиболее логичным вариантом являются хемосинтетические сообщества – микробы, которые получают энергию из химических реакций с участием таких соединений, как метан или сероводород.
Мутные течения увлекают на дно большие объемы органического вещества. Погребенное, это вещество разлагается, генерируя газы и восстановленные соединения. Такие «химические бульоны» создают идеальную среду для бактерий, использующих серу или метан вместо света, образуя толстые маты на осадке. Когда вода движется, эти маты сминаются, смещаются и в конечном итоге оставляют морщинистый узор, который мы видим сегодня окаменевшим.
Более того, химические реакции могут выделять столько сульфида, что многие животные не выносят таких условий. Эта токсичность создает небольшое временное окно для роста микробных матов без риска быть съеденными, что способствует их сохранению в камне.
Экологический ключ этой работы заключается в изменении взгляда на проблему. Если ископаемые «морщины» – это не только результат деятельности микробов, живущих на солнце, но и хемосинтетических сообществ в глубоких водах, то карта возможных «убежищ» ранней жизни значительно расширяется.
Геобиолог Джейк Бейли из Университета Миннесоты резюмирует эту идею емкой фразой. Он напоминает, что «сегодня некоторые из крупнейших микробных экосистем планеты находятся в темном океане», и подчеркивает, что подобные исследования показывают: определенные древние структуры могут свидетельствовать о присутствии микробов, живущих за счет химии, а не света.
Для обычного читателя это может показаться очень давней историей. Однако эти глубоководные микробы до сих пор играют огромную роль в циклах углерода и серы современных океанов, хотя мы и не видим их, глядя на море с пляжа. Понимание того, как они организовывались 180 миллионов лет назад, помогает восстановить эволюцию этих циклов и уточнить модели, с помощью которых мы изучаем климат Земли в долгосрочной перспективе.
Есть еще один интересный намек. Те же процессы, которые позволяют этим сообществам выживать в земной темноте, считаются также хорошими кандидатами для поддержания жизни в мирах с океанами подо льдом, таких как некоторые спутники Юпитера или Сатурна. Это не означает, что данное исследование доказывает что-либо за пределами Земли, но оно, безусловно, дает подсказки о том, как распознать подобные следы в других местах Солнечной системы.
В итоге, «морщины» в марокканской пустынной породе вынуждают ученых пересмотреть свои предубеждения относительно того, где искать первые признаки жизни, и напоминают, что большая часть биологической истории планеты была написана вдали от солнечного света.
