Гиполиты: жизнь процветает под отбеливателем

Хотя наибольшее внимание уделяется горячим источникам, гейзерам, фумаролам и грязевым котлам в гидротермальных районах Йеллоустона, прямо под поверхностью есть уроки о том, как жизнь могла сформироваться на Земле миллиарды лет назад.

«Хроники Йеллоустонской кальдеры» — это еженедельная колонка, которую пишут ученые и сотрудники Йеллоустонской вулканической обсерватории. На этой неделе материалы представили доктор Джефф Хэвиг и профессор Тринити Гамильтон, исследователи в области биологии растений и микробов, а также наук о Земле и окружающей среде из Университета Миннесоты.

Прогуливаясь по тротуарам в одном из многочисленных гидротермальных районов Йеллоустонского национального парка, вы испытываете настоящий праздник чувств: запах тухлых яиц и сероводорода, взрывные брызги гейзеров, бурлящая и кипящая вода в горячих источниках, шипение газа, вырывающегося из фумарол, низкий стук грязевых горшков и ослепительно яркий свет, отражающийся от белых кремнистых шлаков. Многие считают, что солнцезащитные очки необходимы, чтобы хотя бы попытаться открыть глаза во время прогулки по этим участкам парка. Белый богатый кремнеземом агломерат образуется в результате осаждения кремнезема (диоксида кремния, или SiO2, в виде опала и аморфного кремнезема) из поднимающихся из-под поверхности минерально-насыщенных гидротермальных вод.

После осаждения минералов кремнезема агломерат может разрушаться механическими средствами — циклами замораживания-оттаивания, ходьбой бизонов по поверхности и т. д. Таким образом, вы увидите плоские пространства из маленьких кусочков кремниевого агломерата, окружающих горячие источники, такие как те, что находятся в бассейне Верхнего Гейзера, горшках с фонтанной краской и бассейне гейзера Норриса. И хотя оранжевые, зеленые, желтые, коричневые и фиолетовые бактериальные и водорослевые маты в отводных каналах горячих источников являются очевидными признаками процветания микробных фотосинтетических сообществ, на самом деле под этой поверхностью жизни гораздо больше, чем вы думаете.

Исследователи из гидротермальных районов Йеллоустона отметили, что, когда вы нарушаете белоснежную разрушенную (или то, что геологи назвали бы брекчией, произносится как БРЕТ-чья) кремнистый агломерат, под ним может оказаться тонкий слой темно-зеленого цвета из-за присутствия фотосинтетические пигменты. Жили ли эти фотосинтетические сообщества под разрушенным агломератом во всех гидротермальных районах Йеллоустона? Активны ли они, и если да, то насколько велика первичная продуктивность (в данном случае фотосинтез)? Любопытство по поводу этой формы жизни выходит за рамки желания узнать об этих сообществах, поскольку они связаны с горячими источниками Йеллоустона, поскольку в Западной Австралии также есть отложения горячих источников в скалах возрастом 3,5 миллиарда лет, которые сохраняют некоторые из самых ранних форм жизни, возникших на этой территории. Земля. Эти камни фиксируют время, когда в атмосфере не было кислорода и, следовательно, не было озонового слоя, защищающего жизнь от ультрафиолетового излучения Солнца. Может ли среда, существующая в Йеллоустоне, быть аналогом того, как жизнь могла существовать на поверхности ранней Земли?

Исследования этих сообществ, названных гиполитами (гипо означает «под», а лит означает «камень», то есть буквально жизнь «под камнями»), выявили устойчивые фотосинтетические сообщества, которые были ничуть не менее продуктивны, чем фотосинтетические маты, растущие в отводных каналах горячих источников. Поверхностный агломерат фактически действовал как солнцезащитный крем, блокируя УФ-излучение, но пропуская более длинные волны для фотосинтеза. Кроме того, фрагменты агломерата действовали как мульча, удерживая влагу, сохраняя окружающую среду влажной и предотвращая смыв микробных сообществ проходящими грозами. Эти гиполитические фотосинтетические сообщества присутствовали как в районах с более высоким pH/щелочным уровнем (например, в бассейнах Нижнего, Мидуэя и Верхнего Гейзера), так и в местах с более низким pH/более кислыми (например, в бассейне гейзера Норрис, в грязевых бассейнах). Район Вулкана и Район Художников с Красками). Кажется, это идеальная среда для того, чтобы жизнь совершила свой первый набег из водной среды на земные поверхности — современный пример того, как могла выглядеть первая жизнь на суше, и невероятно захватывающее открытие, которое позволит нам пройти миллиарды лет назад во времени!