Когато пещерната биоложка Хейзъл Бартън навлиза в пълния мрак на дълбоките пещери, тя не предполага, че ще открие организми, които черпят енергия от светлина. Неочакваното откритие на фотосинтеза в абсолютна тъмнина обаче разширява представите ни за това къде и как може да съществува живот - включително извън Земята.
„Стената беше яркозелена - най-иризиращото зелено, което можете да си представите, а микроорганизмите живееха в пълен мрак", разказва Бартън, професор по геоложки науки в Университета на Алабама.
Под скалистите клисури на пустинята Чиуауан в Ню Мексико се простира мрежа от 119 пещери, част от Националния парк „Карлсбад Кавернс". Те са се образували преди между 4 и 11 милиона години в резултат от разтварящото действие на серни киселини върху варовика, пише Би Би Си.
Фотосинтеза без слънце
Най-известната от тях - Карлсбадската пещера - приютява Голямата зала, внушително пространство с дължина над 1200 метра и ширина почти 200 метра.
„Пещерата е леснодостъпна - има пътеки и стълби, и всеки може да влезе", обяснява Ларс Беренд, микробиолог от Университета в Упсала.
Малцина обаче подозират, че именно там се крие едно от най-изненадващите научни открития през последните години. През 2018 г., малко след защитата на докторската си дисертация, Беренд се свързва с Бартън и се включва в експедиция. В дълбока и напълно тъмна ниша учените откриват зелени микроби, които по-късно са идентифицирани като цианобактерии, способни да фотосинтезират без слънчева светлина.
„Колкото по-навътре навлизахме, толкова по-тъмно ставаше - виждахме само с фенери. И въпреки това зеленият цвят по стените беше ясно различим", разказва Бартън.
За разлика от повечето растения и цианобактерии, които използват хлорофил а, тези организми притежават редки форми на хлорофил - d и f. Те абсорбират почти инфрачервена светлина, невидима за човешкото око. Този тип светлина се разпространява по-дълбоко в калциевия варовик, създавайки своеобразен естествен „светлинен капан", който позволява на микробите да оцелеят далеч от всякакъв пряк източник на светлина.
Измерванията показват, че в най-дълбоките части на пещерата концентрацията на почти инфрачервена светлина е 695 пъти по-висока от тази при входа. Именно там цианобактериите са най-многобройни и вероятно са оцелели непроменени в продължение на близо 49 милиона години.
Какво означава това за извънземния живот
Подобни микроорганизми са откривани и в други екстремни среди - от бактериалните пластове в националния парк Йелоустоун до скалите по австралийските брегове. Във всички тези случаи животът използва светлина извън видимия спектър, което отваря нови хоризонти в търсенето на живот извън Земята.
При изследването на потенциално обитаеми екзопланети учените отчитат и типа звезда, около която те се въртят. Червените джуджета (звезди от тип М) са честа цел, тъй като планетите около тях се откриват по-лесно. Но тесните им обитаеми зони и ограниченията за наличие на течна вода усложняват условията за живот.
„Нашите резултати показват, че животът може да се адаптира към напълно тъмни и защитени среди", подчертава Бартън. „Това променя начина, по който разбираме обитаемостта във Вселената."
