Виклик і можливість для еволюції: як життя процвітає в найбільшому кислотному озері Землі

Понад половина поверхні нашої планети вкрита водою і, на жаль, не всяка водойма є привітною для життя. У деяких з них, наприклад, води Мертвого моря, умови настільки екстремальні, що вчені досі намагаються зрозуміти, як організми процвітають у них. У новому дослідженні вчені зосередилися на вивченні найкисліших природних внутрішніх водах Землі — озерах, розташованих у кратерах вулканів, пише Live Science.

Одним із прикладів таких озер є озеро Кавах Іджен в Індонезії, розташоване на висоті 2 350 метрів над рівнем моря. За словами дослідника Девіда Стрейєра з Університету Джонса Гопкінса, водойма вважається найбільшим кислотним озером на Землі з водою, схожою на акумуляторну кислоту.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Для порівняння, океан сьогодні має pH близько 8,1, що вказує на те, що він трохи лужний. Дослідники виявили, що спалювання викопного палива призвело до зниження pH океану на 0,1 одиниці від доіндустріального значення 8,2. Ба більше, моделі припускають, що до кінця століття рівень pH океану може впасти до 7,8. Це може здатися несуттєвим, але це не зовсім так: наприклад, падіння з 8,2 до 8,1 свідчить про збільшення іонів водню на 26%, у разі падіння до 7,8 — збільшення становитиме 150%.

Вчені стверджують, що таких змін буде достатньо, щоб морське життя зіткнулося з проблемами. Наприклад, молюски та корали постраждають одними з перших, оскільки їм стає дедалі важче підтримувати свої раковини. У результаті вчені намагаються знайти способи запобігти цим змінам або, хоча б, уповільнити їх.

За словами Стрейєра, найкисліші внутрішні води Землі підходять для цього ідеально, оскільки являють собою найекстремальніші умови, але життя все одно здатне процвітати в них. Дослідники зосередилися на озерах у кратерах вулканів, таких як Кавах Іджен в Індонезії — ці озера настільки багаті сірчаною кислотою, що їхній pH може бути лише 0,1.

Можна було б припустити, що в таких умовах життя не може процвітати, але проби з озера показали наявність зелених водоростей і три види архей. Однак в озері, ймовірно, не мешкають тварини. Однак кисла вода в його вихідному потоці поступово нейтралізується в міру того, як вона тече вниз за течією, і дослідники виявили личинок мух, званих хірономідами, які живуть у потоці в точці, де вихідний потік досягав pH близько 2,5. Цікаво, що деякі види не просто здатні виживати в таких умовах, а й самі вибирають їх. Наприклад, один вид архей, що мешкає в озері, може переносити pH нижче 0 і найкраще росте за pH 0,7.

Вчені також вивчили лужні озера, які часто мають pH від 9,5 до 11,5. Лужні озера зазвичай зустрічаються в регіонах, які настільки сухі, що будь-яка вода, яка потрапляє в озеро, йде шляхом випаровування, а не через стік. У результаті мінерали, розчинені у воді, накопичуються до дуже високих концентрацій, а водойми можуть перетворитися на солоні або лужні озера.

Можна подумати, що такі води не є домівкою для будь-якого життя. Однак попередні дослідження вже показали, що дуже солоні та лужні озера все ж є домівкою для мікробів. Фактично, лужні озера можуть бути одними з найпродуктивніших внутрішніх водойм з погляду чистої кількості біомаси, яка вирощується щороку.

Раніше Фокус писав про те, що на дні Мертвого моря знайдено жахливі "парові машини".