Когато пещерният биолог Хейзъл Бартън се потапя в абсолютната тъмнина на подземния свят, последното нещо, което очаква да открие, са организми, зависими от светлината. Нейното проучване обаче разкрива феномен, който граничи с научната фантастика – фотосинтеза, протичаща в пълен мрак. Това откритие не само разширява познанията ни за устойчивостта на живота на Земята, но и дава нови насоки в търсенето на обитаеми светове във Вселената.
„Стената беше ярко зелена. Беше най-иризиращото зелено, което сте виждали някога, а микроорганизмите живееха в пълна тъмнина“, споделя Бартън, която е професор по геоложки науки в Университета на Алабама.
Мястото на необичайното откритие е дълбоко под скалистите клисури на пустинята Чиуауан в Ню Мексико. Там се разпростира мрежа от 119 пещери, част от Националния парк „Карлсбад Кавернс“. Този подземен лабиринт се е формирал преди между 4 и 11 милиона години вследствие на действието на сярна киселина върху варовиковите скали.
Карлсбадската пещера е перлата в короната на парка и дом на Голямата зала – внушително пространство с дължина почти 1220 метра и ширина 191 метра. Ларс Беренд, микробиолог от Университета в Упсала, обяснява достъпността на обекта: „Carlsbad Cavern е лесно достъпна. Има стъпала и стълби и всеки може да слезе“.
Именно там се крие едно от най-значимите научни разкрития на последното десетилетие. През 2018 г. Беренд се свързва с професор Бартън за съвместна експедиция. Резултатите от тяхното проучване са шокиращи – в една от тъмните ниши на пещерата те се натъкват на колонии от зелени микроби. По-късно те са идентифицирани като цианобактерии, които са развили способността да фотосинтезират без наличието на пряка слънчева светлина.
„Продължихме все по-навътре в пещерата. Имахме нужда от фенери, за да видим ръката си пред лицето си, но зеленият цвят на стената беше очевиден“, разказва Бартън за момента на откритието.
Механизмът, по който тези организми оцеляват, е забележителен. Докато повечето растения използват хлорофил „а“, пещерните цианобактерии са развили специални форми – хлорофил „d“ и „f“. Тези пигменти им позволяват да абсорбират близка инфрачервена светлина, която е невидима за човешкото око. Този тип светлина прониква много по-дълбоко през калциевия варовик, който действа като естествено „огледало“ и пренася енергията до места, недостъпни за видимия спектър.
Измерванията на екипа показват, че в най-дълбоките части на пещерата концентрацията на близка инфрачервена светлина е била 695 пъти по-висока от тази при входа. Учените предполагат, че тези уникални цианобактерии вероятно са оцелели в изолация в продължение на 49 милиона години.
Подобни устойчиви микроорганизми са откривани и на други екстремни места – от бактериалните слоеве в Йелоустоун до крайбрежните скали на Австралия. Способността им да използват светлина извън видимия спектър обаче има огромни последици за астробиологията.
Това откритие променя моделите за търсене на живот на екзопланети, особено такива, които обикалят около червени джуджета (звезди от тип M). Тези звезди са най-честата цел на астрономите, но ограничените им обитаеми зони досега намаляваха шансовете за откриване на живот. Новите данни подсказват, че животът може да е много по-адаптивен.
„Резултатите показват, че животът може да се приспособи към напълно тъмни и защитени среди“, обобщава професор Бартън. „Това променя начина, по който мислим за обитаемите зони във Вселената.“