Ученые нашли микробы, которые могут очистить все подземные воды на планете

В образцах почвы из США и Китая, отобранных в так называемой «критической зоне» поверхностного слоя Земли, обнаружен новый тип микроорганизмов CSP1-3. Схожесть глубоких почв на обоих участках указывает на возможное широкое распространение этих микробов. «Критическая зона» простирается от крон деревьев до глубины 213 м и играет ключевую роль в поддержании жизни на планете. Она регулирует почвообразование, водный и питательный циклы, которые необходимы для производства продуктов питания, обеспечения качества воды и здоровья экосистем. Тем не менее, эти глубинные слои почвы остаются относительно малоизученной областью.

Ученые выделили ДНК из глубоких слоев почвы и установили, что предки этой группы микроорганизмов миллионы лет назад обитали в водной среде — горячих источниках и пресных водоемах. В процессе эволюции они совершили как минимум один серьезный переход между средами обитания: сначала из воды в поверхностный слой почвы, а затем и в более глубокий. Главным выводом исследования стало то, что даже на большой глубине эти микроорганизмы демонстрируют активный метаболизм.

Эти микробы оказались не просто частью почвенного микробиома, а доминирующими представителями микробного сообщества и достигали более 50% в некоторых случаях. Это явление ранее не было зафиксировано в поверхностных почвах. Такое преобладание объясняется специфическими условиями и длительной эволюцией этой группы микроорганизмов, позволившей им адаптироваться к среде, бедной питательными веществами.

Почва служит крупнейшим природным фильтром Земли — очищает воду посредством физических, химических и биологических процессов. В отличие от поверхностного слоя, который быстро пропускает ограниченный объем, более глубокие почвенные горизонты удерживают значительно больше воды. Именно в этих условиях проявляется активность обнаруженной группы микроорганизмов.

CSP1-3 играют роль «санитаров» — питаются углеродом и азотом, которые поступают из верхнего слоя почвы, и таким образом способствуют завершению процесса очистки воды.

Исследователи планируют культивировать эти микроорганизмы в лаборатории, чтобы изучить их уникальные физиологические особенности, позволяющие выживать в глубинных почвенных слоях. Однако провести такой эксперимент будет трудно — большинство подобных микробов не удавалось вырастить искусственно из-за невозможности точно воспроизвести их естественную среду обитания. Исследование генетических механизмов CSP1-3 поможет в борьбе с загрязнением окружающей среды, в том числе в разработке способов разложения опасных веществ.