Поедающие скалы

01 января 1998 года, 00:00

Поедающие скалы

Недалеко от города Карлсбада, расположенного в южной части штата Нью-Мексико (США), в пустыне, а точнее — под пустыней, находится пещера Лечугилла.

По словам очевидцев, это самая экзотическая из всех известных на сегодня подземных пещер в мире.  Но вход в нее открыт далеко не всем — только квалифицированным спелеологам и ученым. Пещера защищена специальным актом Конгресса. И тому есть причина и весьма уважительная.

Ларри Маллори, профессор Массачусетского университета и эколог-предприниматель, — один из немногих, кто имеет разрешение на посещение пещеры. Его интересуют две проблемы: жизнь на Марсе — есть ли она? — и создание лекарства против рака, причем обе они стыкуются, и решение их он ищет именно в пещере Лечугилле.

Путь ученого в свою «лабораторию» сложен. От Карлсбада он пешком добирается до каньона, спускается — лицом к отвесной стене — на глубину 30 метров и проникает в небольшую камеру.

Здесь установлена металлическая труба с зарешетчатым люком, чтобы что-нибудь не попало с поверхности на глубину. На другом конце трубы находится вход в самую глубокую на континентальной части США подземную пещеру.

И снова — спуск на канатах в черную пустоту, передвижение — ползком — по узким коридорам, «облицованным» кристаллами гипса, переправа через узкую расщелину к озеру... Вот, наконец, и Соленая Заводь — рабочее место Маллори.

Вход в пещеру был найден лет сто назад, но протяженность ее коридоров до 1984 года оставалась неизвестной. Ныне установлено, что длина пещеры составляет примерно 130 километров...

В пещере Лечугилла нет ни летучих мышей, ни насекомых, как в обычных пещерах, но есть иные формы жизни, которые пристально исследуют ученые. Им интересны и наросты на сталактитах, в которых, возможно, обитают микробы; и грибы, произрастающие по краю водоема; и V-образные трубки, являющиеся, быть может, остатками колоний бактерий.Профессор Маллори снимается исследованием Лечугиллы уже несколько лет. Он изучает процесс возникновения самых мелких местных форм жизни. А они здесь имеют свою особенность. Дело в том, что вода в этой пещере не проточная.

Здесь нет ни летучих мышей, ни насекомых, то есть органическая жизнь почти отсутствует, а это означает, что с поверхности Земли сюда фактически не проникают никакие питательные вещества. И до последнего времени ученые считали это место совершенно стерильным.

Но сегодня, когда открыты такие явления, которые раньше казались невозможными — например, гидротермальные выходы на дне океана, где нет солнечного света, горячие источники в Йеллоустонском национальном парке, замерзшие равнины в Антарктике, — Лечугилла позволила исследователям взглянуть на жизнь нашей планеты несколько иначе.

Некоторые из таких исследований финансирует НАСА как часть программы, посвященной изучению возможности жизни на Марсе. «Мы стремимся попасть в самые экстремальные точки Земли и там изучаем различные формы жизни в надежде понять способы их существования и затем перенести полученные сведения в условия Марса», — говорит Крис Макксй. научный сотрудник Центра имени Эймса НАСА.

По предположению ученых, четыре миллиарда лет назад Земля и Марс имели одинаковые климат и состав атмосферы. На Марсе было довольно много воды, но около трех с половиной миллиардов лет назад марсианский климат похолодал, вода вымерзла, а атмосфера Марса сильно утоньшилась.

Это способствовало проникновению на поверхность планеты ультрафиолетового излучения, которое, вероятно, и убило на ней все живое.

Но, может быть, и сегодня на поверхности Марса где-то есть вода и она помогает сохранить там подземную жизнь, подобную нашей подземной жизни? Ответ на этот вопрос и могут дать микробы, добытые в пещерах, подобных Лечугилле, которые изучают Маллори и некоторые другие исследователи. Маллори уверен, что микробы на Марсе есть, но вот сколько их там? Жизнеспособны ли они? Активны ли они? Если активны, то насколько?

Маллори и его коллеги обнаружили жизнь в скалах осадочных пород, в песчанике, известняке и даже в трубках лавы. Пещерные бактерии весьма прожорливы. В одной из тропических пещер исследователи наблюдали, как их обувь и перчатки за несколько дней превратились в лохмотья, так как бактерии довольно быстро поедали кожу. Ясно, что подобные бактерии в органической среде будут процветать. Но как же они живут в тех пещерах, где органическая среда практически отсутствует? Ну, скажем, в той же Лечугилле?

Эта пещера представляет собой гигантский риф из углекислых солей, который природа создавала миллионы лет из растительности на берегах океана, существовавшего когда-то на месте штата Нью-Мексико. «В результате получился огромный кусок мела здесь, в центральной части пустыни, — говорит Крис Маккей. — Мы думаем, что и на Марсе имеются громадные углекислые отложения и подобные пещеры. Ведь мы обнаружили там много серы, а в почве есть все условия для образования кислот».

Маллори и другие исследователи открыли в Лечугилле бактерии, которые, к их удивлению, окисляют минералы путем процесса так называемого «поедания скал». Это наводит ученых на мысль, что микроорганизмы извлекают энергию из минералов. Аналогичным можно считать явление, которое ученые наблюдают у термальных источников на дне океана. Там найдены организмы, окисляющие серу в воде.

В Лечугилле тоже есть сера: полость этой пещеры образовалась в результате воздействия серной кислоты, выделявшейся из нефтяных отложений 250 миллионов лет назад.

Вода в водоемах пещеры необыкновенно прозрачная из-за отсутствия в ней взвешенных частиц. Но Маллори нашел в водоемах пещеры бактерии, способные окислять марганец, железо и, может быть, серу, а все эти элементы присутствуют на Марсе.

Сегодня он больше всего интересуется микроорганизмами, поглощающими в пещере какое-то количество органических веществ, в связи с чем встает вопрос, откуда же они берутся. Пока ученые не знают этого точно, но предполагают, что их производят бактерии, «поедающие скалы».

Учеными также было найдено и нечто, что может быть отнесено к ископаемым останкам микроорганизмов. Эти V-образные трубки, возможно, останки бактериальных колоний и большого количества «переваренных» микроорганизмами доломитов.

Это красно-серое вещество покрывает некоторые поверхности пещеры и выглядит как замороженный торт со слоем (сверху) глазури толщиной от одного миллиметра до нескольких сантиметров.

Озеро Голубых гигантов. Даже в его абсолютно прозрачной воде существуют бактерии, которые черпают энергию из марганца, железа, и, возможно, серы.

Оно настолько хрупко, что его можно резать обыкновенным кухонным ножом. «Они могут существовать повсюду, — говорит Маллори, — но мы берем их именно в пещерах, так как взятые именно оттуда наиболее удобны для лабораторных исследований».

Микробы на Марсе (если они там есть) должны обладать способностью к выживанию в условиях интенсивного холода. Как известно, бактерии можно высушить, замораживая. Это обычный способ их хранения. Если при этом их внутренние компоненты не пострадают, бактерии можно будет снова насытить водой, поместить в благоприятные условия — и вы снова получите их живыми.

Возрождение марсианских пещерных или подземных «спящих» микробов могло бы рассказать ученым, на что была похожа жизнь на красной планете сотни миллионов лет назад.

А не могут ли пещерные микробы принести человеку пользу? Такая мысль пришла в голову Маллори, когда однажды он вместе с коллегой по исследованию Лечугиллы пробирался по Западному пролому пещеры. А что, если они смогут оказать помощь в лечении рака?

Однажды Маллори позвонил фармаколог-исследователь Джим Бигелоу из Вермонтского центра раковых заболеваний — филиала Медицинской школы при Вермонтском университете. В свободное от основной работы время он занимался изучением пещер и вел поиски других микробиологов, работающих в пещерах. И компьютер вывел его на Ларри Маллори.

Как-то раз Бигелоу сказал Маллори: «Однажды я читал старый учебник, изданный в 1976 году, в котором было сказано, что пещерные бактерии в основном такие же, как и на поверхности Земли. Я не поверил этому. Мне показалось, что именно там мы должны искать «фармакологических агентов». Поскольку пещерные бактерии конкурируют между собой в борьбе за существование, они выделяют продукты, которые могут оказаться токсичными субстанциями, отражающими нападение других бактерий или вирусов».

Бигелоу провел испытания воздействия на раковые клетки микробов, взятых из разных пещер, и получил обнадеживающие (хотя и предварительные) результаты.

Маллори надеется выделить и культивировать множество новых штаммов бактерий, чтобы со временем провести испытания для определения их медицинских свойств.

Перспективы настолько обнадеживающие, что он покинул свой университет, чтобы всерьез присоединиться к Бигелоу и создать совместно частную компанию.

Ученые возлагают большие надежды на результаты исследований — как в области медицины, так и в изучении «марсианских» условий. Непосредственное исследование этой планеты — не за горами.

По материалом журнала «National Wildlife» подготовил   
Евгений Cолдаткин

Просмотров: 6298