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...

Поедающие скалы

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.

Поедающие скалы

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