В 2010 году удивительное открытие было сделано в Калифорнии, в расположенном здесь соленом озере Моно, чья площадь превышает 180 квадратных километров. Его вода содержит такое большое количество мышьяка, что здесь не могут выжить даже рыбы. В этом озере ученые из НАСА и обнаружили бактерию (она получила условное название GFAJ-1), которая вполне могла бы прижиться на некоторых других планетах Солнечной системы.
Анализ, проведенный с помощью масс-спектрометра, показал, что во фракциях, которые содержат ДНК и РНК этой бактерии, присутствует мышьяк. Исследовательница Фелиса Вольф-Саймон интерпретировала открытие так: в организме бактерии мышьяк встраивается в нуклеиновые кислоты и заменяет здесь фосфор. Иными словами, этот микроб – первый известный нам организм, который построен иначе, чем все остальные живые существа. Может быть, подобные организмы с ДНК, состоящей совсем из других, непривычных для нас химических элементов, населяют далекие миры? Уж не имеет ли бактерия GFAJ-1 внеземное происхождение?
Само по себе озеро Моно словно перенесено на Землю с другой планеты. Его вода не только очень соленая (7,9 %), но и напоминает, скорее, щелочь. Ее водородный показатель равен 10. Только в таком озере, наверное, и могут встретиться организмы, которых нет больше нигде на Земле. Или это не так?
Тайна этой бактерии открылась самым неожиданным образом, когда почти два года спустя были опубликованы результаты повторного анализа. Из них явствовало, что в препарированных образцах ее ДНК действительно присутствует арсенат (соль ортомышьяковой кислоты), но мышьяк никак не встроен в ДНК. Подобные микроорганизмы хорошо переносят мышьяк, но он вовсе не составляет основу их биохимии.
Но, может быть, верно другое предположение? Именно соленые озера едва не погубили жизнь на нашей планете? Около 250 миллионов лет назад произошла одна из крупнейших катастроф в истории Земли. В то время все части суши составляли один громадный континент – Пангею. На его просторах установился резко континентальный климат. Здесь почти не было экологических ниш, где могли бы укрыться отдельные виды животных. В центральных районах материка простиралась гигантская пустыня. Обширные области современной Европы занимало мелководное соленое озеро – Цехштейнское море. Его площадь составляла примерно 600 тысяч квадратных километров, то есть была больше площади современной Франции. Возможно, именно подобные озера (настоящие моря!) и стали причиной массового вымирания животных?
Ученым известно, что среди микробов, населяющих современные соленые озера, есть специфические виды, которые вырабатывают такие ядовитые газы, как хлороформ или трихлорэтан. Эти же газы синтезировали и древнейшие архебактерии, выделяя их потом в воды озер, где они обитали, а поскольку вода в таких озерах быстро испарялась, то ядовитые газы, в конце концов, попадали в окружающую среду.
По расчетам ученых, одно лишь Цехштейнское море каждый год выбрасывало в атмосферу не менее 1,3 миллиона тонн соответственно трихлорэтена и тетрахлорэтена, 1,1 миллиона тонн хлороформа и 0,05 миллиона тонн трихлорэтана. Это во много раз больше того количества, которое поступает в атмосферу сегодня в результате нашей промышленной деятельности.
Все эти газы губительны для растений, которые и без того подвергались сильнейшему стрессу, поскольку росли в очень засушливом климате. Растительность гибла, почва становилась легкой добычей эрозии, и пустыня все расширялась. Около 250 миллионов лет назад площадь, которую занимали соленые озера и моря, была особенно велика. Эти водоемы выделяли громадные количества ядовитых газов – галогенсодержащих углеводородов. Подобные соединения не только уничтожали растительность, но и разрушали озоновый слой в атмосфере, а также были причиной гибели множества животных.
Одновременно началось одно из крупнейших вулканических извержений в истории Земли. Обширные области суши покрылись почти полуметровым слоем лавы. Для животного мира нашей планеты наступили страшные времена. Жертвами «Пермской катастрофы» стало около 90 % всех видов растений и животных. Споры о причинах, породивших ее, продолжаются.
Жизнь же постепенно возвратилась на нашу планету только после того, как большинство соленых озер и морей высохло. Между прочим, эти древние микробы и сегодня живут в таких озерах, например в Мертвом море. Начавшиеся климатические изменения способствуют образованию все новых соленых озер, а значит, в очень отдаленной перспективе та давняя катастрофа могла бы повториться, пусть и не в таких масштабах.
Чудеса пустыни
Почти треть всей суши покрыта пустынями и полупустынями. Их мир враждебен человеку, но бесконечно грандиозен. Пустыня – это окаменевшее море, свободная, но грозная стихия. Пока еще она мало понята нами. Нужно приглядеться к этой бескрайней дали, занесенной песком, чтобы обнаружить там… чудеса.
Среди земных ландшафтов пустынный – один из самых зыбких. Очертания пустынь на географических картах ширятся от столетия к столетию. Их безмолвная даль – это посмертное молчание степи. И потому ученые строят мрачноватые прогнозы.
Самая крупная из пустынь – Сахара – сравнится по площади с США. Каждый год она ведет себя все неспокойнее. Она стирает с географической карты всё новые оазисы, деревни и города. На смену человеческой культуре приходит желтое безмолвие.
Пустыня беспощадна. Там не найти надежду. Взгляд тонет в череде сыпучих волн. Жара, жажда, сушь, безысходность, бессилие, пустота, запустение – вот ключевые слова, вспоминаемые при одном приближении к пустыне. Однако в душах людей, побывавших здесь, рождаются и другие определения; они расплывчаты, неясны, как и сама пустыня: «уникальная», «непостижимая», «величественная». Молчание и покой, царящие всюду; краски и формы, разлитые вокруг, – всё это удивляет, побуждает задуматься.
«Земля же была безвидна и пуста» (Быт. 1: 2), – сказано в Библии. Сказано как о современной пустыне. Однако так было не всегда. Под слоем песка и коростой камня могут скрываться неизвестные миры, отнятые у людей стихией.
За свою историю та же Сахара не раз покрывалась травой, чтобы вновь превратиться в пустыню. Словно легендарный феникс, она умирала и затем воскресала. Так, 10 тысяч лет назад она представляла собой поистине цветущий рай. Однако несколько тысячелетий спустя произошла климатическая катастрофа, и райские сады канули в море песка. Немногие животные приспособились к этой перемене. Слонов в Сахаре не осталось. Зато ее просторы бороздят «корабли пустыни» – верблюды. Они научились запасаться водой, подолгу обходясь без питья.
Среди земных ландшафтов пустынный– один из самых зыбких
Иногда обитателям пустыни хватает смекалки, чтобы добывать влагу… прямо из воздуха. Так, в африканской пустыне Намиб за год выпадает всего 10 миллиметров осадков. Но именно здесь произрастает вельвичия удивительная – карликовое деревце, которое знаменито тем, что научилось «пить» пелену тумана, а он тут нередок. Он образуется, когда холодные воды Бенгельского течения, зародившегося в Антарктике, достигают берегов Африки. Клубы тумана разлетаются в глубь пустыни. Их и ловит вельвичия. На обеих сторонах ее листьев, достигающих в длину от 2 до 4 метров, имеется множество устьиц (до 22 тысяч на квадратный сантиметр). Во время тумана они раскрываются, и влага затекает в них.
