Жизнь зародилась на Земле, когда окружающая температура опустилась ниже 100гр С.
В 1982 году американские учёные Дж. Бэррос из университета штата Орегон и Дж. Деминг из университета Дж. Гопкинса открыли горячие источники, спустившись в подводном обитаемом аппарате «Алвин» на дно Тихого океана на 21° северной широты и 11° западной долготы в районе Галапагосского подводного рифта (трещина) на глубину 2650 метров. Температура воды в них достигает 250 - 350°С. При такой температуре вода сохраняется в жидком состоянии благодаря огромному давлению, которое на указанной глубине близко к 250 атмосферам. Удивительным было то, что в пробах воды оказались живые организмы: бактерии, моллюски, черви, хотя, согласно общепринятой традиции, жизнь не может существовать при температуре выше точки кипения воды.
Такие условия представляются для жизни просто невероятными. Как известно, большинство живых организмов погибает при повышении температуры их тел выше 40°, а большинство бактерий – при температуре свыше 70°. Только немногие микробы выживают при 85°, а рекорд устойчивости к высоким температурам доселе принадлежал бактериям, живущим в серных источниках, которые выдерживают температуру до 105 градусов.
Неожиданное открытие заставило переоценить условия, при которых может развиваться жизнь. Теперь кажется вероятным, что она может существовать везде, где есть жидкая вода и достаточное количество питательных веществ. Это значит, что жизнь может развиваться и в таких уголках Вселенной, где раньше она не представлялась вовсе.
Когда в образцах гидротермальной воды, поднятой со дна, обнаружили живых бактерий, естественно, возник вопрос: они действительно живут в горячих источниках или их сюда случайно занесло подводным течением? Учёные стали выращивать колонии этих бактерий в лабораторной установке, где достигалось давление 265 атмосфер, а температура воды без закипания поднималась до 460° С.
Результаты опытов оказались сенсационными. Два штамма бактерий прекрасно развивались и размножались при температуре 250°. За несколько часов их колонии увеличивались в 100 раз. Более того, оказалось, что они могут существовать и при 300 градусах!
Фантастические свойства этих бактерий потрясли учёных. Жизнь при адской температуре, без света, под громадным давлением кажется совершенно немыслимой с традиционной точки зрения. А они не только живут, но ещё и размножаются! Попытка в лаборатории снизить температуру воды с бактериями ниже 90° С привела к прекращению их размножения, а снижение температуры воды ниже 100° С привело к полной гибели бактерий. Этот вид бактерий называют термофильными, известны они ещё под названием археобактерий. 250° С для них - комфортная температура.
Как эти бактерии живут при столь высокой температуре? Чем объяснить такую высокую устойчивость термофильных бактерий к высокой температуре?
У обычных бактерий уже при небольшом повышении температуры происходит свёртывание белков, результатом чего является смерть. У термофильных бактерий этого не происходит. Почему? Видимо, причина не столько в химическом составе, сколько в особенностях строения белковых молекул. У новых бактерий более прочная конструкция молекул, устойчивая к высокой температуре.
Исследования под микроскопом показали более прочную конструкцию молекул тела этих бактерий. Цепочка липидов у них имеет особое ветвистое строение, что увеличивает крепость связи с мембранами. Витки спирали ДНК у них имеют больше точек соприкосновения в мембране, как у микробов, устойчивых к радиации. Конструкция белковой молекулы более жёсткая. Возможно, по этой причине деформации, возникающие при высокой температуре, не превосходят опасных пределов.
Со времени Пастера известно, что в кипятке бактерии погибают. А чтобы уничтожить новых, их надо, наоборот, охлаждать!
Термофильные бактерии – интересный объект для научного исследования. Возникла гипотеза, что археобактерии - предки всех живых существ на Земле. Впрочем, некоторые учёные думают, что они и не бактерии вовсе.
Биологи давно заметили, что микроорганизмы обычно более жизнеспособны, чем растения и животные. Они могут комфортно существовать в экстремальных условиях, в которых высшие организмы не выживут.
В горячих термальных водах живут не только бактерии, но и более высокоорганизованные существа. Сообщалось об открытии 35 новых видов. Ограничусь только одним описанием. В 1980 году американские учёные сообщили об открытии в горячих водах многощетинчатого червя (Альвинелла помпейяна) длиной до 12 см и толщиной с мизинец взрослого человека. Живёт этот червь в нижней части труб «чёрных» и «белых курильщиков» (названы по цвету извергаемой воды) в экстремальных условиях: перегретая и насыщенная ядами вода, высокое давление, полное отсутствие света и фотосинтеза.
Открытие термофильных бактерий и других более высокоорганизованных организмов увеличивает вероятность существования жизни в космосе. Почему её здесь не находят? Наверное, потому, что «плохо» ищут. Открытым бактериям и многощетинчатому червю и на Венере будет в самый раз.
