Там, где раскалённые потоки стирают всё живое, со временем запускается неожиданный процесс. Учёные получили редкую возможность увидеть, как экосистемы формируются буквально с нуля, без почвы и привычных ресурсов. В центре внимания оказалась вулканическая лава, долгое время считавшаяся полностью мёртвой средой.
Исследование провели специалисты Университета Аризоны, изучившие последствия извержений вулкана Фаградальсфьялль в Исландии в 2021–2023 годах. Температура лавовых потоков превышала тысячу градусов Цельсия, из-за чего вся прежняя биота была уничтожена. В результате сформировалась практически стерильная поверхность, лишённая органики, воды и питательных веществ.
Для биологов такие условия стали уникальной моделью "чистого листа". Учёные смогли наблюдать, как микроорганизмы заселяют среду, где отсутствуют привычные опоры для жизни, и какие формы способны выжить в экстремальной обстановке.
Команда собрала образцы свежей лавы, дождевой воды и аэрозолей, а затем сопоставила их с почвами и горными породами из соседних районов, не затронутых извержениями. С помощью ДНК-анализа удалось проследить, откуда именно приходят первые микроорганизмы и как меняется их состав со временем.
Результаты показали, что колонизация начинается уже в течение первого года после извержения. Однако первая зима становится серьёзным испытанием: биоразнообразие резко сокращается, и остаются лишь наиболее устойчивые виды, способные существовать при остром дефиците ресурсов.
Отдельное внимание исследователи уделили осадкам. После холодного сезона именно дождевая вода становится основным каналом поступления новых микроорганизмов на лавовые поля. При этом условия остаются крайне жёсткими, а доступных источников энергии и питательных веществ по-прежнему мало.
Со временем микробные сообщества стабилизируются, но сохраняют низкое разнообразие. По уровню продуктивности такие экосистемы сравнимы с самыми суровыми регионами планеты — пустыней Атакама или Антарктидой.
"Мы начинаем понимать, как биологические сообщества формируются с самого начала, и это знание может помочь нам в поисках жизни на других планетах", — отметила соавтор исследования Соланж Дюамель.
Полученные данные выходят за рамки земной экологии. Понимание механизмов первичной колонизации помогает моделировать сценарии зарождения жизни в условиях, где ранее она отсутствовала. Учёные предполагают, что похожие процессы могли происходить на Марсе в период его вулканической активности, когда на планете существовали потенциально пригодные для микроорганизмов условия.
Советы: как учёные изучают первичную колонизацию
Как быстро микробы появляются на лаве?
Первые микроорганизмы фиксируются уже в течение года после извержения.
Что сильнее всего влияет на заселение лавы?
Ключевую роль играют осадки, приносящие микроорганизмы из окружающей среды.
Зачем такие исследования нужны астробиологии?
Они помогают понять, как жизнь может возникать в экстремальных условиях на других планетах.